近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員卿光焱團隊設計并制備了一種環境友好、多模式、可轉換的手性光子薄膜。該研究為先進防偽材料的設計提供了新思路。
早在中國古代，防偽標簽（如水印、指紋和筆跡）就已廣泛應用于文化、經濟等領域。創新的防偽技術對于市場的穩定、醫療健康和社會可持續發展等具有重要意義。目前，防偽標簽主要使用發光或結構色材料，例如熒光染料、量子點、鈣鈦礦、室溫磷光、納米印跡光子陣列等，通過物理化學刺激、多色組合、利用復雜圖案等實現編碼安全。然而，由于自身的空間結構限制，這些防偽編碼僅僅停留于一維或者二維的信息傳遞。
相比之下，利用偏振衍生的手性發光材料，將大量有關視覺特征和空間結構的信息整合到一種復合材料中，可實現對每種信息進行編碼或集成，從而提高防偽水平。
纖維素納米晶體（CNC）是一種來源豐富、綠色可持續的天然多糖聚合物，它可以進行自組裝形成手性向列結構。該工作中，研究團隊將強手性的CNC系統與強發光的稀土配合物結合，制備出攜帶四種光學信息的手性光子復合膜。所獲得的薄膜同時攜帶結構色、熒光、手性光和右旋圓偏振發光（CPL）信息，彼此之間可相互切換。基于這些多模式光學狀態、濕度響應熒光或可調結構色、柔韌性和耐用性的綜合特性，該光學系統在鈔票防偽中表現出先進的應用潛力。同時，該材料還具有強CPL發射（不對稱因子達–0.36）、高絕對量子產率（66.7%）和偏振敏感的手性光學特性，這些研究將推動CNC光子材料在手性光學器件、光學探測器、視覺保護和手性傳感等方面的應用。
相關研究成果以Multimodal, Convertible, and Chiral Optical Films for Anti-Counterfeiting Labels為題于近日發表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到國家自然科學基金、大連化物所創新基金、興遼英才計劃等項目的支持。
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