英文标题：Programmable multimode optical encryption of advanced printable security inks by integrating structural color with Down/Up- conversion photoluminescence

第一作者：李琳博士、程彬（21级研究生）

通讯作者：陈硕然副教授、叶常青教授

作者：李琳、程彬、陈硕然、丁亦磊、赵鑫、万仕刚、史益忠、叶常青

       光学信息加密技术具有高编码能力，可以显著提高防伪领域中确保常见物品和奢侈品真实性的安全级别。上转换发光材料在反斯托克斯过程中能够产生波长短于激发光的光致发光，特别是可以实现近红外光到紫外光或可见光的转换，三线态-三线态湮灭上转换（TTA-UC），是一种典型的上转换机制，通常通过光敏剂和具有匹配能级的发光剂之间的多个能量传递过程来产生上转换发光。TTA-UC具有低激发功率密度（例如，非相干光）、高上转换量子效率和可调激发/发射波长的特点，在光伏、光催化、生物成像、传感、显示器以及防伪方面显示出巨大的潜力。在自然界中无处不在的结构色是由光和周期性微纳米结构通过反射、衍射、干涉、散射、等离子体共振等基本光学过程相互作用而产生的。胆甾相液晶（CLCs）作为一维手性光子晶体，在宏观尺度上具有分子自组装的周期性螺旋状超结构，最近已成为发光结构色防伪系统的有利候选材料。结构色防伪技术的主要作用是赋予防伪标签更多的复杂性和成本效益。发光和结构色材料的有效结合为多模防伪加密提供了可访问性和可操作性。

       课题组的研究通过微囊化胆甾相液晶和三线态-三线态湮灭上转换染料分子，制备了一种高度复杂的新型防伪墨水材料，结合了结构色、荧光和上转换发光三种模式。此外，这种多模防伪墨水通过各种印刷技术在柔性基底上展示可塑造的光学行为和可编程能力，从而在不同的光学模式下提供了不同的信息加密和解密。这一先进策略为提升编码能力、可编程性、印刷性和成本效益方面的高安全级别多模光学墨水提供了一个实用的多功能平台，展现了在信息加密和防伪技术领域巨大的潜力。

图1 （a）通过改变CLC的螺旋间距和可调光致发光性能，通过修改TTA-UC染料分子种类及其多种工作模式，包括（b）反射模式：结构色（模式I）和无色（模式IV）和（c）发光模式：荧光（模式II）和上转换（模式IIIa和IIIb）来改变可调结构颜色的CLCMC安全墨水的可编程光学加密示意图

图2 （a）通过直写打印方法在柔性基材上印刷各种TTA-UC CLC墨水制备的微阵列示意图。（b-f）显示不同信息的微阵列的摄影图像：（b）结构色模式下的“USTS”，（c）无色模式，（d）荧光模式下的“8888”，（e）上转换模式下的“2345”，激发波长为532 nm，（f）上转换模式下的“2713”，激发波长为635 nm（比例尺：1 mm）

图3 （a）各种CLCMC油墨的双层图案示意图，通过喷涂呈现不同的信息模式。（b）在白光下观察到的柔性PET基板上的双层花朵图案的摄影图像，以及白色虚线圆圈的中心区域，其激发波长在（c）532 nm和（d）730 nm处显示不同的信息（比例尺：2 cm）

Programmable multimode optical encryption of advanced printable security inks by integrating structural color with Down/Up- conversion photoluminescence

Lin Li^#, Bin Cheng^#, Shuoran Chen*, Yilei Ding, Xin Zhao, Shigang Wan, Yizhong Shi, Changqing Ye*

Journal of Colloid and Interface Science. 2024, 672, 152-160.

Publication Date: June 3 2024

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002197972401227X