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上海大學(xué)巫金波教授團隊 CEJ:用于多級信息加密和解密的梯度圖案化鈣鈦礦納米晶聚合物復(fù)合薄膜
2022-10-11  來源:高分子科技

  近日,上海大學(xué)巫金波教授課題組在國際著名學(xué)術(shù)期刊《Chemical Engineering Journal》(最新影響因子:16.744,中科院一區(qū)Top)發(fā)表題為“Grading patterning perovskite nanocrystal-polymer composite films for robust multilevel information encryption and decryption”的研究論文。上海大學(xué)材料基因組工程研究院為論文的第一單位,碩士生傅加興馮靜蕓和博士生石博日為共同第一作者,巫金波教授為唯一通訊作者。此工作同時還得到了溫維佳教授和日本沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)(OIST)戚亞冰教授的鼎力支持。


 

  隨著信息科學(xué)和技術(shù)的快速發(fā)展,信息在傳輸過程中的隱蔽性和完整性具有很大的挑戰(zhàn)。針對這一難題,該團隊采用溶脹-溶脹法制備了CsPbBr3納米晶-聚碳酸酯復(fù)合膜,創(chuàng)新性地開發(fā)了一種多級圖案化方法利用紫外納秒脈沖激光在三個功率等級上選擇性地雕刻復(fù)合材料。其中,在高功率刻蝕下破壞復(fù)合材料,在激發(fā)光源照射下呈現(xiàn)出圖案化熒光信息;在中等功率下破壞納米晶體以永久猝滅鈣鈦礦晶體的熒光;在低功率下誘導(dǎo)納米晶體中的一些缺陷來暫時猝滅熒光,而后利用痕量水滲透復(fù)合膜以鈍化缺陷,使局部恢復(fù)熒光以呈現(xiàn)加密信息。


  該研究成果具有三重信息加密級別(場、熒光和浸水后的熒光)、便攜的解密手段(紫外光和水浸泡)、極低的低成本(2.8×10-3 USD/cm2)和較高的圖案化精度(最小尺寸低至15 μm等優(yōu)點,展現(xiàn)出極強的信息隱蔽性、穩(wěn)定性和完整性。此外,該鈣鈦礦柔性復(fù)合膜在實際應(yīng)用中還可具有一次性口令的特點即使機密信息在傳遞過程中被無意”顯示,用戶可通過浸水的方法判斷信息是否泄露。另外,通過調(diào)整鈣鈦礦中鹵素的種類和比例或選擇其他聚合物連續(xù)相,可以進一步增加加密和解密信息的水平以及復(fù)雜性。該技術(shù)預(yù)計在信息安全、數(shù)據(jù)存儲、手工藝品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。


1 鈣鈦礦復(fù)合膜的制備路線和圖案化示意


 2 用三種激光功率雕刻復(fù)合膜后,可以實現(xiàn)信息的隱形書寫和可控擦除。根據(jù)不同的讀取方式(明場、熒光以及浸水后的熒光)可以獲得不同的信息。


  上述工作得到了之江實驗室重點研究項目和河套深港科技創(chuàng)新合作區(qū)項目的資助和支持。


  論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722037238

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