伪造行为广泛存在于日常生活中，严重影响了人们的信息安全。因此，迫切需要开发一种技术新颖、强大有效的防伪技术。隐蔽光防伪是防伪领域的一个重要的研究方向。其特点在于，需要保护的信息是通过肉眼不能直接观察到的，而其只能在特定的条件下显示出来，这大大提高了受保护信息的安全性。在各种隐蔽光中，圆偏振光在实际防伪应用中具有显著的优势，因为它可以隐藏在线偏振光中，同时它独特的圆二色性可以为被保护的信息提供潜在的安全性。然而，如何构建既具有高发光不对称因子（glum）值又具有强发光的圆偏振发光（CPL）材料仍然是该研究领域的关键问题。最近，国家纳米科学中心段鹏飞研究员团队实现了一种基于上转换近红外圆偏振发光（UC-NIR-CPL）的新型隐蔽光防伪材料。通过全新的“禁带边缘双重增强效应”，显著提高了UC-NIR-CPL的整体性能。这种具有“禁带边缘双重增强效应”的UC-NIR-CPL不仅具有优异的手性光学性能，并且兼具近红外光和圆偏振光的信息加密能力，因此能够显著提升信息的安全程度（图一）。
图一：禁带边缘双重增强效应全面提升上转换近红外圆偏振发光性能并实现了防伪应用。
在这项工作中，我们将手性液晶的光子禁带调节至近红外区域。其中光子禁带左侧边缘与上转换纳米粒子（UCNPs）的近红外发光相重叠，而其右侧边缘部分能够恰好覆盖980 nm的近红外激发光。此时，UCNPs的近红外发光能够被光子禁带的带边效应增强，而980 nm的近红外激发光在被另一侧禁带边缘增强后能够进一步激发UCNPs，使其近红外发光能够再次被增强。这种禁带边缘双重增强效应还能够有效地降低激发的阈值，从而实现降低了激发能耗的作用。此外，这种策略也能够有效提升上转换圆偏振发光，其glum值能够达到0.5（图二）。在此基础上，我们首次实现了一种高度可识别、易于控制的光子条形码，极大地提高了信息安全程度。（文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c10646）
图二：a）禁带边缘双重增强UCNPs上转换发光示意图；b）光子禁带的反射光谱及UCNPs的上转换近红外发光光谱；c）UCNPs在不同光子禁带影响下的近红外发光强度柱状图。d）UCNPs在不同发射区域的上转换发光强度与激发强度的双对数点图。e）UCNPs在双重增强下的UC-NIR-CPL光谱。f）UC-NIR-CPL光谱对应的glum值。
转载文章请注明出处：国家纳米科学中心段鹏飞老师课题组 https://duanpengfei-chirality.com/
