資訊載體作為光學資訊加密的關鍵環節，對發展具有強加密效能的器件製備意義深遠。有機室溫磷光(RTP)材料作為資訊加密的有效載體之一，具有很強的抗干擾性優勢，很容易從時間尺度上排除大多數襯底的背景熒光干擾。目前的研究工作已經在限制分子運動抑制非輻射躍遷、增強分子自旋軌道耦合(SOC)和遮蔽淬滅劑3個方面取得了長足的進展。但是，實現以上長時高效的RTP，並不能使磷光這一吸引人的光學現象走向實用領域。最具挑戰性的問題在於，採取何種手段能有效繪製精細磷光圖案並實現資訊加密。
迄今為止，絲網印刷、噴墨列印、熱敏列印、掩模成像都可用作RTP材料的資訊加密技術。其中，絲網印刷和噴墨印刷技術是最常用的兩種手段。然而，以上技術由於昂貴的印版、紙張預處理條件等原因，使RTP加密的進一步發展受到限制。教授課題組在研究中發現，利用(PAM)的易吸溼特性，透過紫外光定點照射也可以快速恢復基於PAM的RTP。原理在於，透過紫外光熱效應去除局域的水分，實現了局域RTP的增強，形成強弱光場差，從而獲得了可程式設計的磷光圖案。為了進一步有效地獲得高解析度圖案，紫外鐳射打標作為一種熱影響區域較小的綠色加工技術進入本研究視野。該技術只需對輸入圖片進行變換即可生成新的圖案，是一種非接觸和環保的加工方法。透過高能量密度的鐳射作為“書寫工具”，利用納秒脈衝鐳射進行區域性處理，控制鐳射功率和打標速度，對材料的局域溼度控制變得可以實現。
本研究製備了一系列應用於紫外鐳射的磷光聚合物，得到了磷光壽命2.34 s（磷光效率13.59%），以及磷光壽命1.46 s（磷光效率20.33%）兩種效能較為優異的RTP材料。所採用的鐳射技術內建程式能夠將圖案精準轉移到磷光薄膜材料上，該打標技術程式可控且非接觸式，在此基礎上實現瞭如磷光溼度自適應時間響應、真假圖案的誤導性轉換、抗熒光干擾的磷光標籤、可重複寫入/擦除的精美圖案等先進的防偽功能。本工作構建了具有良好加工效能的RTP聚合物體系，具有工業化應用前景，為RTP聚合物基功能材料在光學加密與防偽的實際應用領域提供了新思路。相關工作以“Programmable Encryption Patterns from Phosphorescent Polymers Via Laser Controlling Water-Quenching Effect”為題發表在《Advanced Functional Materials》。論文的第一作者為廣東工業大學輕工化工學院碩士生陳水東，廣東工業大學為論文第一完成單位，同時研究工作得到了化學與精細化工廣東省實驗室揭陽分中心（榕江實驗室）的技術支援。
圖1. a) 共聚物結構示意圖和系列磷光單體的化學結構。b) 紫外鐳射打標示意圖。
圖2. 共聚物的光物理性質表徵。
圖3. 紫外鐳射無痕磷光加密圖案的生成探究。
圖4. a) 磷光溼度自適應時間響應；b) 真假圖案的誤導性轉換；c) 鐳射書寫和人工呼氣擦除圖案(左)的迴圈示意圖。
論文資訊：Shuidong Chen, Yuzhao Yang, Chengwei Xiao, Jiayong Wang, Xuhui Zhu, Shaolin Lu*, Wei Zhou, Kejian Yang, Jing Li, Zhenjie Huang, Zetong Ma*, Dengchong Feng*, Cheng Wang, Zhongke Yuan*, Xudong Chen. Adv. Funct. Mater. 2024, 2418437.
原文連結：https://doi.org/10.1002/adfm.202418437
來源：高分子科學前沿
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