李良团队成功研发可反复加密解密的隐形墨水

2025年05月28日 阅读量:251

元素百科向您介绍李良团队成功开发可反复加密解密的隐形墨水。说到“隐形墨水”,人们首先会想到谍战片中用来传递情报的特工,以特殊的方式消失或恢复秘密。然而,传统隐形材料最大的缺点是安全性不够好。11月1日,国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上海交通大学环境科学与工程学院李亮研究小组的最新研究成果在线发表:基于金属有机骨架的(MOFs)用于信息加密的隐形墨水。

该研究获得了一种可反复加密和解密的“新型隐形墨水”。在当今信息爆炸的时代,大量的信息和数据为人们的工作和生活提供了极大的便利,但也带来了巨大的安全风险。特别是如何安全地存储和保护机密信息仍然是一个巨大的挑战。该研究可以通过化学反应和溶剂处理直接在MOFS中生产和淬灭荧光钙钛矿纳米晶体,从而实现机密信息的反复存储和保护应用。这是李亮研究小组量子点研究领域的又一个创新突破。

量子点稳定性试验中的意外发现

量子点具有优异的光电性能,广泛应用于照明、显示、生命科学、太阳能电池等领域。然而,量子点的稳定性是影响其发展的关键因素之一。针对荧光量子点的稳定性,李亮团队在前期工作中成功提出了Al与自钝化量子点混合的方法,以及在“无水”环境中用二氧化硅和硅铝复合氧化物覆盖量子点的方法。在进入李良实验室攻读博士学位之前,研究小组张从阳主要研究金属-有机骨架(MOFs),MOFs最初试图包覆量子点,以提高其稳定性。但实验思路遇到瓶颈,实验过程中却有意想不到的收获。他偶然发现,MOFS可以直接转化为钙钛矿纳米晶体,同时提供金属离子和限域模板作为反应前体,通过与卤化盐反应产生强荧光。意想不到的发现令人惊讶,研究小组也在思考如何使用这种新的合成方法?

深入探索好奇和兴趣

交叉学科背景使科学产生了奇妙的化学反应。起初,这只是一种简单的合成方法。如何使用它,我们应该继续探索好奇心和兴趣。李亮长期从事半导体纳米晶合成化学和半导体纳米晶在新能源、照明显示和环境污染物处理中的应用。众所周知,荧光染料、配合物、量子点广泛应用于信息安全领域,主要用于光、电、机械力等外界刺激下荧光的变化,实现光学信息的存储和防伪。但这些材料的大部分缺点是由于其自身的光学性能,其安全性和保密性相对较低。李亮大胆设想,新的合成方法可能会解决这个问题。MOFS本身用于转换反应,没有荧光或吸收光,不受外部刺激(如光刺激)的影响,很好地满足了隐形和安全的要求。按照这个想法,张从阳在后续的实验中使用喷墨打印机,在墨盒中安装了由MOFS前驱体制成的墨水进行打印,并通过喷墨打印等打印手段将MOFS用作隐形墨水进行信息存储和加密。由于MOFs具有良好的安全性能,记录的信息不能通过常规手段读取。然后卤化盐反应,荧光钙钛矿纳米晶很快在MOFS中产生,即完成信息读取和解密过程。同时,由于钙钛矿材料的离子特性,在极性溶剂(如甲醇)处理后,荧光钙钛矿纳米晶体可迅速淬灭,并可直接用于新的转化过程。

值得一提的是,由于MOFS具有良好的化学稳定性,直接使用MOFS记录的信息可以长期存储以重复解密和加密。到目前为止,新的加密和解密的隐形墨水已经正式宣布成功。

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