南开新闻网讯（通讯员 程丹）随着经济活动的日益发展和频繁的信息交流，假冒伪劣商品或虚假信息在金融、贸易、医疗、物联网、国家安全以及全球几乎每个重要领域都造成了严重的经济损失和人身安全问题。应对这些挑战的最有效的解决方案之一是使用防伪标签的加密方法，如全息图、激光烫印、水印、快速响应码/条形码、射频识别标签、防伪油墨等。这些安全标签的防伪能力主要依赖于高技术壁垒和有限的制造材料。然而，由于加密方法的相对低的复杂性和高的可预测性，由确定性方法产生的传统安全标签可以容易地被有动机的伪造者复制和重新生成。为此，开发坚不可摧和不可复制的防伪加密方法一直是一个重大的挑战。
近日，南开大学宋峰教授、冯鸣副教授团队在光学信息加密存储领域取得重要进展：基于石英玻璃中稀土离子的空间选择性掺杂和仿生微纹理复制，构筑了具有微结构的物理不可复制荧光玻璃标签，实现了多层信息加密和存储。相关成果以Bionic Micro-texture Duplication and RE3+ Space-selective Doping of Unclonable Silica Nanocomposites for Multilevel Encryption and Intelligent Authentication为题，发表在国际顶级期刊Advanced Materials上。
目前，光存储技术以其巨大的存储容量和低廉的成本成为信息存储的新选择。透明玻璃被认为是三维光学信息存储和多级加密的重要介质。但由于玻璃的高硬度、脆性和熔化温度，基于玻璃基底的多维信息加密方法的发展仍然是一个挑战。在本工作中，受植物叶片独特自然结构的启发，引入了不可克隆函数的概念，利用紫外光固化二氧化硅纳米复合物，开发了具有仿生微结构的物理不可克隆功能荧光玻璃标签。首次在透明玻璃上同时实现了稀土离子的空间选择性掺杂和仿生微结构复制，其中稀土离子的掺杂位置和荧光颜色以及不可克隆微结构的高度信息可以选择性地进行多级信息加密。制备的防伪标签具有可调谐的多级认证模型，包括宏观尺度多色荧光二维图案、微观尺度图案、彩色三维信息和智能认证。此外，基于标签的高鲁棒性和安全性，建立了一个高性能的交互式智能认证平台。本工作开发了一种新型的三维数据存储和信息加密方式，拓展了发光玻璃的应用领域，为多级信息加密和智能认证提供了一种有效且通用的方法。
南开大学宋峰教授、冯鸣副教授团队长期致力于荧光玻璃发光特性和光固化增材制造交叉科学研究。团队利用光固化增材制造在结构设计上的优势以及荧光玻璃烧结技术，构筑了多类型异形结构的全无机颜色转换器，通过远程封装工艺，解决了大功率白光LEDs热稳定性差的问题（Adv. Optical Mater. 2022, 10: 2201110）。此外，通过调节荧光体的掺杂比例和掺杂位置，可以科学地调节光辐射强度和方向以满足不同植物的光照需要，这种颜色可调的全无机荧光玻璃封装的LEDs适用于下一代植物生长智能照明（ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15:23527–23537）。
图片：加密和认证机制。(a)在254 nm光辐射下，带有特殊图案和文字的单、多稀土选区掺杂标签的照片；(b)仿生微纹理标签数字化的流程图。
本工作南开大学博士研究生杨佳心为第一作者，南开大学冯鸣副教授和宋峰教授为共同通讯作者，南开大学为第一完成单位。相关工作得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的资助。
文章连接：https://doi.org/10.1002/adma.202306003
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