假冒伪劣是日益普遍的全球性问题，可造成巨大经济损失，以及对国家安全构成严重威胁。多通道光学加密材料可以提供更多的信息编码，从而大幅提高防伪安全水平。目前，开发具有多通道光学响应的防伪结构和材料已经成为了前沿趋势。然而，当前材料普遍面临着光稳定性不足、非生物降解、不可回收、不同通道的编码非独立以及有限的编码通道导致安全性有限等问题。因此，开发环保、具有生物功能、易于编码、多通道响应的防伪材料仍然是一个巨大的挑战。
图1：多通道加密的手性光学生物标签的自组装示意图
近日，四川大学卢灿辉教授、熊锐特聘研究员和福建师范大学卢至行讲师受生物体（如甲虫和萤火虫）利用圆偏振光对复杂生物信息进行加密的启发，报道了一种基于纳米纤维素（CNC）和金纳米团簇（bioAuNCs）手性光子结构的多通道手性光学生物标签。CNC是一种天然可再生的棒状纳米材料，具有丰富表面基团、良好生物相容性、生物降解性、低成本等特性，能够自组装成具有左旋手性向列结构的彩色薄膜。bioAuNCs作为客体发光材料，通过一维核壳自组装固定在CNC表面，然后共组装成手性向列相纳米结构。所得到的复合标签携带五种光学信息，能够实现相互独立的多通道防伪加密。
该CNC/bioAuNCs生物标签能将多种光学通道（包括结构色、荧光、圆偏振光活性、湿度响应和微纳物理图案）集成到同一个手性结构中。该光学标签在圆偏振结构色在整个可见光波长上高度可调。此外，由于CNC诱导的bioAuNCs高度有序的手性排列，该标签表现出左圆偏振发光性能，不对称因子高达1.09。最重要的是，这些元素可以独立编码定制不同的防伪信息，实现了传统防伪标签很少实现的五个独立防伪通道。鉴于五个独立加密通道的一体化集成和标签的可回收特性，CNC/bioAuNCs生物标签在下一代防伪材料技术中具有很大的应用潜力。
图2：自组装的CNC/bioAuNCs生物标签的光学特性
图3：CNC/bioAuNCs生物标签的一体化多通道加密
上述工作近期以“Chiroptical Nanocellulose Bio-Labels for Independent Multi-Channel Optical Encryption”为题发表在Small上。四川大学高分子研究所硕士生周逸为第一作者，四川大学高分子材料工程国家重点实验室熊锐特聘研究员和福建师范大学环境科学与工程学院卢至行讲师为共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202303064
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