北理工在摻雜量子點近紅外熒光防偽、保密應(yīng)用方面取得進(jìn)展
隨著社會的快速發(fā)展，具有軍民融合兩用功能的防偽和保密技術(shù)受到越來越多的關(guān)注，持續(xù)開發(fā)新的防偽/保密材料，突破傳統(tǒng)光學(xué)防偽/保密模式的桎梏是推動該領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵前提。北京理工大學(xué)張加濤教授和徐萌副教授長期致力于創(chuàng)新方法實現(xiàn)新型復(fù)雜摻雜結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體納米晶的可控制備和性能調(diào)控（Angew. Chem. 2015, 54 (12), 3683-3687.，Adv. Mater. 2015, 27 (17), 2753-2761.，Angew. Chem. 2019, 58 (15), 4852-4857.，Chem 2020, 6 (11), 3086-3099.）。團隊在已有成熟的合成基礎(chǔ)上，攻克從微納材料的制備到宏觀塊體可控加工的難題，實現(xiàn)摻雜納米晶在多模熒光防偽、保密等方面的應(yīng)用。
一、 可見摻雜熒光的多模防偽應(yīng)用
圖1. 摻雜量子點多模防偽應(yīng)用示意圖
利用普通商業(yè)打印機將水溶性的Ag+摻雜CdS（CdS:Ag）納米晶打印在柔性和剛性襯底上，通過離子交換反應(yīng)實現(xiàn)摻雜熒光的消失與重現(xiàn)，實現(xiàn)了摻雜的熒光防偽應(yīng)用。該防偽方法簡單、高效，克服了傳統(tǒng)熒光防偽材料保密性不高的缺點，并具有杰出的循環(huán)穩(wěn)定性。該成果發(fā)表于國際頂級材料期刊Advanced Functional Materials（Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1808762.），同時該防偽方法獲得國家發(fā)明專利授權(quán)（專利號：ZL 2018 1 0972684.X）。
二、 不可見摻雜熒光的多模防偽和保密應(yīng)用
圖2. 雜質(zhì)擴散平衡策略制備的CdSe:Cu@CdS核殼量子點及其近紅外熒光保密應(yīng)用。
圖3. 防偽和保密應(yīng)用示意圖和實際效果圖
為實現(xiàn)更高級別的防偽和保密等級，近日本團隊在多?？梢姛晒夥纻螒?yīng)用的基礎(chǔ)上，通過使用具有不可見近紅外摻雜熒光的Cu摻雜CdSe@CdS（CdSe:Cu@CdS）核殼納米晶，首次實現(xiàn)了近紅外熒光的多模防偽和保密應(yīng)用。利用只具有可見本征熒光的CdSe@CdS核殼納米晶打印干擾信息，將具有近紅外摻雜熒光CdSe:Cu@CdS核殼納米晶打印保密信息，實現(xiàn)了量子點墨水宏觀尺度的可控打印。由于兩種納米晶墨水在可見光區(qū)具有類似的光學(xué)性質(zhì)，僅從肉眼無法分辨干擾信息和保密信息；通過手機攝像頭和濾光片對近紅外摻雜熒光進(jìn)行選擇性成像，實現(xiàn)關(guān)鍵信息的快速解讀。該方法不同于傳統(tǒng)的可見熒光防偽和保密模式，肉眼不可見的近紅外熒光賦予更強的隱蔽性和保密性，有望替代現(xiàn)有的可見光防偽/保密材料，具有廣闊的民用和軍用前景。該工作收錄于國際頂級材料期刊Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202100286)。同時該制備方法和防偽/保密模式申請了國家發(fā)明專利（申請?zhí)枺?020113212244、2020113200548）。團隊不滿足于納米材料的二維平面打印，更是采用直寫型3D打印方式，在室溫下實現(xiàn)了微納材料宏觀尺寸的可控加工工藝，避免了高溫下性能失活等問題，克服模具的限制制備形狀各異的熒光聚集器，進(jìn)一步實現(xiàn)了微觀可控合成向宏觀塊體加工的突破。該方法獲批國家發(fā)明專利（專利號：ZL 2019 1 0401853.9）。
上述研究成果得到了結(jié)構(gòu)可控先進(jìn)功能材料與綠色應(yīng)用北京市重點實驗室和材料學(xué)院先進(jìn)材料實驗中心的平臺支持，得到了國家自然科學(xué)基金和科研院創(chuàng)新人才支持計劃經(jīng)費的支持。北理工材料學(xué)院博士生白冰為文章第一作者，北理工徐萌副教授和張加濤教授為共同通訊作者，北理工為第一通訊單位。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202100286
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