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大连化物所制备出新型手性光子防伪薄膜

来源:大连化物所 日期:2022-06-15 加入收藏

 
  近日,大连化物所生物分离与界面分子机制创新特区研究组(18T7组)卿光焱研究员团队设计并制备了一种环境友好、多模式、可转换的手性光子薄膜。该研究为先进防伪材料的设计提供了新思路。

  早在中国古代,防伪标签(如水印、指纹和笔迹)就已广泛应用于文化、经济和军事等领域。创新的防伪技术对于市场的稳定、医疗健康和社会可持续发展等具有重要意义。目前,防伪标签主要使用发光或结构色材料,例如荧光染料、量子点、钙钛矿、室温磷光、纳米印迹光子阵列等,通过物理化学刺激、多色组合、利用复杂图案等实现编码安全。然而,由于自身的空间结构限制,这些防伪编码仅仅停留在一维或者二维的信息传递。

  相比之下,利用偏振衍生的手性发光材料,将大量有关视觉特征和空间结构的信息整合到一种复合材料中,可实现对每种信息进行编码或集成,从而大大提高防伪水平。

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  纤维素纳米晶体(CNC)是一种来源丰富、绿色可持续的天然多糖聚合物,它可以进行自组装形成手性向列结构。本工作中,该团队将强手性的CNC系统与强发光的稀土配合物进行结合,制备出携带四种光学信息的手性光子复合膜。所获得的薄膜同时携带结构色、荧光、手性光和右旋圆偏振发光(CPL)信息,彼此之间可相互切换。基于这些多模式光学状态、湿度响应荧光或可调结构色、柔韧性和耐用性的综合特性,该光学系统在钞票防伪中表现出先进的应用潜力。同时,该材料还具有强CPL发射(不对称因子高达–0.36)、高绝对量子产率(66.7%)和偏振敏感的手性光学特性,这些研究将推动CNC光子材料在手性光学器件、光学探测器、视觉保护和手性传感等方面的应用。

  相关研究成果以“Multimodal, Convertible, and Chiral Optical Films for Anti-Counterfeiting Labels”为题,于近日发表在Advanced Functional Materials上。该工作的第一作者是我所18T7组和二十八室博士研究生张福生。上述工作得到国家自然科学基金、我所创新基金、兴辽英才计划等项目的支持。


 
 
 

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