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信息技术的快速发展为人们的生活提供了便利,但随之出现的大量难以辨别真伪的虚假信息,对人们的生产、生活,甚至国家安全带来了巨大的潜在危害。相比于具有单一信息存储能力的体系,能够同时实现信息存储与加密能力的多模态防伪体系在信息安全中具有更为重要的意义。荧光有机凝胶体系的构建及其颜色调控与动态形变双重信息加密在防伪、信息显示和信息保护领域具有实际意义。鉴于聚合物水凝胶具有优异的可修饰性、包容性,荧光材料与形状记忆水凝胶的结合可以使存储的信息动态化,提高安全性。此外,提高水凝胶的机械性能和赋予其多种刺激源调控下的荧光及形状变化能力,从而构建具有双重信息加密功能的多模态防伪体系,具有重要的应用价值。

针对该现状,最近,太原理工大学高分子流变学与功能材料研究团队在郑强教授的带领下在智能凝胶体系实现多刺激响应动态形变及荧光防伪领域取得重要研究进展,研究成果以“Luminescent composite organohydrogels with Fe 3+, pH, and glucose-dependent shape memory behavior accompanied with diverse fluorescence variation”为题发表在国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》(一区TOP期刊,影响因子16.744)。该论文的第一署名单位为太原理工大学,郑强教授王艳芹副教授为论文共同通讯作者,合作者还包括太原理工大学陈维毅教授、纽约州立大学石溪分校生物医学工程系主任钦逸仙教授,硕士研究生朱羽为论文共同第一作者。该结果为设计用于光子显示器、信息安全和智能防伪的高级材料和加密技术提供了新思路。

图1.多重刺激作用下,有机凝胶体系的荧光颜色与动态形变调控,实现双重信息加密与解密的设计思路图。

图2. a) 在紫外光照射环境下,有机凝胶从所记忆的临时形状到初始形状转变的过程示意图。i) EDTA溶液 (0.3 mol/L), ii) PBS溶液(pH = 4), 及iii) 葡萄糖溶液 (0.1 mol/L) ; b) 在Fe3+/EDTA, 碱/酸及碱/葡萄糖刺激下,有机凝胶的形状固定率及形状恢复率; c)有机凝胶在i) Fe3+, ii) pH, 及 iii) 葡萄糖溶液中展示出各不相同的荧光及形状变化行为及规律的机理图。

该研究得到国家自然科学基金、“新型高分子功能材料”产学研贯通式平台项目(DC2100000856)及山西省自然科学基金(No.20210302123158)等项目的支持。

论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137930

来源:高分子科学前沿

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