宁波材料所在配位键精准调控有机室温磷光用于荧光-余辉双模式加密取得进展

现代科学技术迅猛发展的同时，虚假信息和假冒伪劣商品等问题日益严重，对国家安全、社会正常秩序以及人民健康、财产等构成了严重威胁。近年来，科研人员开发了荧光标签、全息、水印等光学技术与材料体系用于信息加密与防伪。依赖这些方法，相关问题得到了一定程度的缓解，但这些为人熟知的加密与防伪体系容易被仿制，造成假冒伪劣、信息泄露等问题依然层出不穷。因此，急需开发先进的光学加密与防伪技术，并研制新型光学材料以提高加密与防伪的安全等级。有机室温磷光材料（room temperature phosphorescence, RTP）在关闭激发光源后仍能持续发光一段时间，可为信息加密与防伪提供额外的时间维度。然而，如何精准地调控RTP发光性能（强度、寿命、余辉持续时间等）依然是一个难以解决的科学问题。该问题的有效解决将有望实现按需获得特定的RTP性能以更好地应用于信息加密、余辉防伪等领域。

近年来，中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室智能高分子材料团队陈涛研究员和乐晓霞副研究员一直致力于复合发光材料的可控构建及其在信息存储与加密、伪装与防伪等方面的应用研究（Chem. Soc. Rev., 2024, 53, 606; Adv. Mater., 2024, DOI: 10.1002/adma.202311347; Adv. Mater., 2023, 35, 2300615; Angew. Chem.Int. Ed., 2023, 62, e202300417; Adv. Mater. 2022, 34, 2107452; Adv. Mater., 2022, 34, 2201262; Acc. Chem. Res. 2022, 55, 16, 2291; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 21890; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 3640）。近日，该团队报道了一系列余辉性能精确可调的RTP材料，并结合多色荧光建立了高安全等级的荧光-余辉双模式加密与防伪体系。

文中，科研人员受到海洋夜光藻昼夜颜色变化启发，报道了一系列肉眼可见具有长波长荧光和短波长余辉的特殊材料体系，其兼具梯度余辉和多色荧光的特点，可以很好地应用于高安全等级的信息加密与防伪（图1）。研究发现，在有机RTP材料体系中引入动态的镧系配位可以实现高效的配体到镧系金属离子的光敏化能量转移。这样可控的能量转移不仅可以实现荧光连续变化，还可以精准调控余辉强度、寿命和持续时间。基于多色荧光与精准的余辉梯度，建立了具有高安全等级的荧光-余辉双模式加密与防伪体系。由于材料具有优异的透明性（可见光区的透过率>90%），因此在日光灯下不可获取正确信息，具有极好的信息隐蔽性。紫外灯下，可依赖多色荧光显现完整的信息。但只在关闭紫外灯后，才能进一步获取真正的目标信息。这样的多级加密体系可在很大程度上杜绝信息的泄露与破译。科研人员进一步凭借精确、可控的余辉梯度与多色荧光，发展了具有时空分辨特点的荧光-余辉双模式防伪体系。所构建的防伪图标在日光灯下不可见，紫外灯下能显现所隐藏的图案。更重要的是，在撤去紫外光源后，防伪图标将产生连续的时空变化，具有难以仿制的优点。这种性能精准可控的复合RTP材料及余辉-荧光双模式加密与防伪不仅为未来新型光学材料的开发奠定基础，而且将启发新一代加密与防伪技术的发展与进步。

该工作以题为“Precisely Coordination-Modulated Ultralong Organic Phosphorescence Enables Biomimetic Fluorescence-Afterglow Dual-Modal Information Encryption.”发表于Advanced Functional Materials 上（Adv. Funct. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adfm.202310043.）。本研究得到了国家重点研发计划（2022YFB3204301）、国家自然科学基金（22205249）、中国博士后科学基金（2021TQ0341、2022M723252）、浙江省自然科学基金（LQ23B040002）、宁波市自然科学基金（2021J203）、中国科学院宁波材料所所长基金（2021SZKY0305）等项目的资助。（原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202310043）

图1 仿生构建配位调控的有机室温磷光及其荧光-余辉双模式加密

课题组链接：https://smartpolymers.nimte.ac.cn

（海洋关键材料重点实验室）