许建雄教授课题组《Reactive and Functional Polymers》：给基于聚苯乙烯封装的NaYF4:Ln3+复合微球自组装的双模光学编码上转换发光光子晶体薄膜
假冒伪劣是一个长期的全球性问题，对消费者、企业和国家都构成了重大威胁。在这方面，许多光学信息存储材料包括有机发光染料、半导体量子点、碳点（CD）、发光金属有机框架、MXene和镧系元素（Ln）掺杂的上转换纳米粒子（UCNP）、镧系元素掺杂的下转换材料等。其中UCNP具有高光化学稳定性、完美的生物相容性和显著的抗斯托克斯位移和可调的发射曲线，被认为是构建荧光代码的有前途的候选者。然而，基于UCNPs的复合材料主要通过纺丝、滴落或自组装工艺制备，无法实现UCNPs与胶体聚合物球体的稳定结合。针对这一问题，在线体育投注beat365许建雄教授课题组通过垂直沉积聚苯乙烯封装的NaYF4:Ln3+（CSNPs@SiO2/PS）复合微球，制备了具有可调发光和结构色的新型上转换光子晶体（UCPC）薄膜。利用顺序涂层技术合成了具有控制直径、组成和良好定义结构的CSNPs@SiO2/PS复合微球。提出了一种基于UCPC薄膜的双模式（结构色和上转换荧光）防伪代码，用于构建高安全性的信息存储方法。相关成果“Photonic crystal films with upconversion luminescence based on the self-assembly of polystyrene encapsulated NaYF4:Ln3+ composite microspheres for dual-mode optical code”发表在2022年4月的Reactive and Functional Polymers《反应性和功能性聚合物》期刊上。论文通讯作者是谭海湖副教授，第一作者是许建雄教授。
通过两步热分解法合成了NaYF4:Ln3+@NaYF4核-壳结构的上转换发光纳米粒子（CSNPs），这些粒子作为发光中心。在CSNPs表面包覆二氧化硅（SiO2）层，形成具有悬挂双键的CSNPs@SiO2-MPS，然后通过乳液聚合法在CSNPs@SiO2-MPS的存在下聚合苯乙烯，形成聚苯乙烯封装的复合微球（CSNPs@SiO2/PS）。通过垂直沉积法将合成的CSNPs@SiO2/PS复合微球自组装成UCPC薄膜，这些薄膜具有可调的上转换荧光和结构色。对UCPC薄膜的反射光谱和上转换发光光谱进行了表征，以验证其光学性能。
基于CSNPs@SiO2/PS复合微球合成UCPC膜构建双模防伪码示意图。
本工作利用UCPC薄膜的双模式光学特性（结构色和上转换荧光），构建了具有高编码容量的双模式防伪码，这些防伪码可以用于信息存储和安全。定义了一套编码规则，将信息加密成UCPC薄膜阵列，然后通过结构色和荧光色的信息来解码，从而实现了信息的安全存储和验证。总结了通过垂直沉积法制备的UCPC薄膜在构建双模式防伪码方面的潜力，并指出了其在信息存储和安全领域的应用前景。整个研究思路体现了从识别问题、设计材料、合成制备、性能验证到实际应用的完整流程，展示了在材料科学和光学防伪技术领域的创新思路。
该工作得到了国家自然科学基金（51874129）、中国博士后科学基金（2021M693549）、湖南省自然科学基金（2021JJ40178和2021JJ40179）、湖南省教育厅科研基金（19B153、20B169和20B181）的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2022.105224
