原標題:上海交大李良團隊成功研發可反復加密解密的隱形墨水
圖説:國際學術期刊《自然》子刊《自然-通訊》在線刊登了上海交通大學李良課題組的最新研究成果 來源/李良課題組供圖(下同)
提起“隱形墨水”,人們首先會想到諜戰片裏用來傳遞情報的特工,用特殊的方式讓秘密消失或復原。傳統隱形墨水雖然肉眼看不見,但由於本身具有一定光學或其他特徵,可以用傳統解密手段看到,安全性不佳。11月1日,國際學術期刊《自然》(Nature)子刊《自然-通訊》(Nature Communications)在線刊登了上海交通大學環境科學與工程學院李良課題組的最新研究成果“一種基於金屬有機骨架(MOFs)的隱形墨水用於信息加密”(見文末論文相關連結)。此次研究是李良團隊在量子點研究領域的創新性突破,通過簡單化學反應和溶劑處理可以直接在金屬有機骨架中可逆地産生和淬滅熒光鈣鈦礦納米晶,這種“新型隱形墨水”可實現機密信息的存儲和保護應用,並進行反復加密和解密。
圖説:信息儲存及解密過程示意圖
量子點具有優異的光電性能,在照明、顯示、生命科學、太陽能電池等領域具有廣泛的應用前景。李良長期從事量子點合成化學及其在新能源、照明顯示以及環境污染物治理中應用的研究工作,他熟知,在信息安全領域,熒光染料、配合物、量子點等使用廣泛,它們主要運用在光、電、機械力等外界刺激下會發生熒光的變化實現光學信息的存儲和防偽等應用,但是大部分此類材料的缺點在於由於自身光學性能的原因,導致其安全保密性相對較低。
研究過程中,課題組張從陽博士在研究中偶然發現,原本用於對量子點進行包覆以提高穩定性的金屬有機骨架直接作為反應前體,通過與鹵化鹽反應,可以直接轉化産生強熒光的鈣鈦礦納米晶。用於轉化反應的金屬有機骨架本身無色且無熒光,不受外界刺激(如光激發)的影響,很好地滿足了隱形性和安全性的要求,李良大膽設想,新的合成方法也許能克服傳統材料安全性不高,容易解密的缺點。
沿著這個思路,張從陽在後續實驗中利用噴墨印表機,在墨盒裏裝上了以金屬有機骨架前驅體配製的墨水進行列印,通過噴墨列印等印刷手段進行信息存儲和加密,記錄的信息無法通過常規手段讀取出來;對其進行鹵化鹽反應,則能夠完成信息讀取和解密過程。值得一提的是,由於金屬有機骨架具有很好的化學穩定性,直接用於記錄信息可以長期存儲,重復解密和加密。