西安交大科研团队开发出具有热致变色和圆偏振结构色的胆淄相纤维素复合材料实现多级信息加密

信息加密材料因其在信息安全、商品防伪等领域的巨大应用潜力引起人们的广泛关注。传统的防伪和信息加密技术受制于简单的单通道加密/解密方法，易被仿制和破解，因而可靠性不足；而多种刺激协同的加密/解密技术虽然提高了信息安全性，但这些技术往往依赖于复杂的工艺和昂贵的设备，在实际生产和应用中受到极大限制。因此，如何设计和开发具有低成本的、高安全性的信息加密材料仍然面临着诸多挑战。

针对这一问题，西安交通大学物理学院研究人员与新加坡南洋理工大学合作，从仿生的角度，通过从甲虫独特的变色能力和偏振特性中获取灵感，开发出一种兼具透明、热致变色和圆偏振特性的胆淄相纤维素复合材料（CPCC）。通过将自组装形成的胆淄相液晶结构的羟丙基纤维素嵌入到聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）网络中，获得了PNIPAM交联的胆淄相纤维素薄膜。结果发现通过调节紫外线照射时间可以改变PNIPAM的交联度，进而调控胆淄相纤维素薄膜的热致变色行为。而且由于复合薄膜中的胆淄相只能反射右旋圆偏振光，当与波片结合时，反射光的旋转方向会发生翻转，因而在有波片区域和无波片区域展现出亮度不同的结构色。此外，CPCC的透明度极高，可与环境完美融合，提供了良好的伪装效果。进一步将CPCC独特的热致变色、圆偏振和透明特性与摩尔斯编码技术相结合，可以产生多级信息加密效果，有效提高了加密信息的安全性。这一材料的获得为进一步设计和开发高安全性信息加密和防伪材料提供了新的思路和方向。

该工作以“Bio-Inspired Cholesteric Phase Cellulose Composite with Thermochromic and Circularly Polarized Structural Color for Multilevel Encryption”为题发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上，西安交通大学物理学院为第一通讯单位，文章第一作者是西安交通大学物理学院博士生温小翔，西安交通大学物理学院卢学刚教授、杨森教授以及新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院余璟副教授为论文通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费和陕西省重点科技创新团队的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202308973