微/納光子學(xué)條形碼因其具有小尺寸且易于識(shí)別的特點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用到智能跟蹤,、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及高級(jí)防偽等領(lǐng)域,。微/納多色異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以在光激發(fā)下呈現(xiàn)空間分辨的發(fā)光圖案，由于其主動(dòng)發(fā)光與多模塊信息元素集成屬性,，對(duì)于發(fā)展新型光子學(xué)條形碼以及信息存儲(chǔ)與安全器件具有非常重要的意義,。然而目前的微納發(fā)光異質(zhì)結(jié)主要是基于靜態(tài)的發(fā)射圖案，信息容易被竊取與仿制,，從而限制了其作為高級(jí)安全標(biāo)簽的應(yīng)用,。因此發(fā)展一種具有智能響應(yīng)屬性的多色微納異質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)于高級(jí)防偽標(biāo)簽的構(gòu)筑具有重要意義。

近日,，齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）材料學(xué)部微納光功能材料團(tuán)隊(duì)針對(duì)微納發(fā)光異質(zhì)結(jié)構(gòu)無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)控這一核心問(wèn)題,，創(chuàng)新性提出利用分子構(gòu)象微小改變驅(qū)動(dòng)的智能響應(yīng)微納異質(zhì)結(jié)構(gòu)的有效方法，從而為構(gòu)筑具有高編碼容量與高安全性能的光子學(xué)條形碼安全標(biāo)簽提供了解決思路,。

研究人員通過(guò)熱刺激調(diào)控金屬-有機(jī)框架結(jié)構(gòu)中有機(jī)配體中分子構(gòu)象變化,，進(jìn)而動(dòng)態(tài)調(diào)控了有機(jī)配體與金屬離子之間的能量轉(zhuǎn)移過(guò)程，從而對(duì)微納結(jié)構(gòu)的發(fā)光顏色進(jìn)行了有效控制,。研究人員進(jìn)一步利用同晶異質(zhì)外延組裝策略與協(xié)同溫敏響應(yīng)技術(shù)精準(zhǔn)可控制備了一維多色響應(yīng)異質(zhì)結(jié)構(gòu),。微納異質(zhì)結(jié)中不同異質(zhì)區(qū)域展現(xiàn)出的獨(dú)特結(jié)構(gòu)特征以及銳利發(fā)射峰的光譜特征構(gòu)成了微納異質(zhì)結(jié)構(gòu)的指紋信息。對(duì)此指紋信息進(jìn)行數(shù)字化編碼,，從而更自動(dòng),、方便地識(shí)別該微納結(jié)構(gòu)。

圖1. 分子構(gòu)象驅(qū)動(dòng)的發(fā)光響應(yīng)機(jī)制

圖2. 智能響應(yīng)微納異質(zhì)結(jié)構(gòu)可控制備及其防偽應(yīng)用

進(jìn)一步控制微納結(jié)構(gòu)不同晶向的生長(zhǎng)速率,，實(shí)現(xiàn)了從一維結(jié)構(gòu)向二維結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,，從而有效構(gòu)筑了智能響應(yīng)的二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)?；诙S響應(yīng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光子條形碼進(jìn)一步提升了安全性能與編碼容量,，作為高級(jí)安全防偽標(biāo)簽在防偽領(lǐng)域顯示了巨大的應(yīng)用潛力。本工作將在分子水平上對(duì)有機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的發(fā)光調(diào)控機(jī)制的深入理解以及柔性納米光子學(xué)材料的理性設(shè)計(jì)提供了新思路,。

近日,，上述研究成果以“構(gòu)象驅(qū)動(dòng)的智能響應(yīng)的一維/二維微納發(fā)光異質(zhì)結(jié)構(gòu)”（Conformation-Driven Responsive 1D and 2D Lanthanide-Metal-Organic Framework Heterostructures for High-Security Photonic Barcodes）為題，發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《Small》上,。

齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）材料科學(xué)與工程學(xué)部碩士研究生楊碩為文章第一作者,，材料學(xué)部高振華教授為文章的通訊作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,、山東省自然科學(xué)基金,、山東省泰山學(xué)者青年專(zhuān)家計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202402890