原创 张福生、李琼雅 中科院大连化物所
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。
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大连化物所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、大连化物所创新基金、兴辽英才计划等项目的支持。（文/图 张福生、李琼雅）