近期，我室设计了具有时间/温度分辨信息加密/解码功能的纤维素光子墨水。复杂的加密信息通过不同结构色转变存储在多个通道中，并且信息解密仅在指定的温度和时间点获取。相关研究成果近期发表在材料科学类期刊《Advanced Science》上，第一作者为本室博士研究生李东，通讯作者为宋飞教授。
【研究背景】
信息安全对人身财产和社会稳定至关重要。响应型光子晶体可通过外界刺激改变自身的结构色，实现可视化信息加密。然而，高安全性的信息加密通常集成多种信号或刺激协同编码，并且需要复杂的处理或昂贵的设备。因此，开发具有高安全性的加密材料以及精确但操作简便的解密技术来应对信息泄漏的威胁具有重要意义。
图1 HPC/PG光子晶体的温度/时间分辨信息加密流程图
【主要内容】
这项工作利用丙二醇(PG)与羟丙基纤维素(HPC)之间的强相互作用提高了HPC基光子晶体的响应上限温度，制备了具有高安全性的光子墨水用于简便的多维信息加密(图1)。该光子晶体的响应温度范围和颜色转变速率可通过HPC和PG的浓度予以调节(图2)。值得注意的是，该光子晶体可作为墨水加工成各种复杂图案。凭借高透明度和响应温度范围的可控性，结合多通道编码技术，实现温度依赖性的多维信息加密(图3)。此外，利用响应中的颜色转变速度差异，结合摩斯密码加密方法，实现了时间依赖的多维信息加密(图4)。这一发现为光子材料协同温度和时间分辨信息编码和高端防伪技术提供了新思路。
图2 HPC/PG光子晶体的温度响应性能
图3 温度依赖的多维信息加密
图4 时间依赖的多维信息加密
原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202206290
