信息存储与加密对于防伪和信息安全方面具有很大意义。信息加密与解密可以追溯到很早的时期,当时人们使用碘与淀粉之间反应显蓝色的原理,利用水蘸米粉为墨水进行书写,通过加碘来显色进行秘密通信。另外一个在生活中常见的例子是利用柠檬汁、醋以及糖的混合溶液作为墨水进行书写,在经过火烤(加热)之后会显示出棕色的文字。到了现代,全息照相以及荧光分辨都有用来作为防伪和加密的功能。
最近,中国科学院宁波材料所陈涛教授课题组在Science China Materials上发表研究论文,通过离子印染的方式, 赋予荧光水凝胶信息, 并将其用于逐级、多维度信息存储。
首先,荧光单体(1-pyrenylmethyl acrylate)、pH响应单体(Acrylicacid)和中性单体(acrylamide)在交联剂、引发剂和催化剂条件下进行自由基聚合得到共聚物荧光水凝胶。然后通过铁离子的引入,荧光水凝胶中的芘基团会发生荧光淬灭,在紫外灯下可用于二维平面的信息存储;同时,铁离子的扩散会赋予水凝胶各向异性的结构,使得其在水中驱动得到三维的信息。并且,储存的二维、三维信息可以通过氢离子取代铁离子进行擦除,这使得材料具有很好的可重复利用性。
图1 水凝胶可控的二维/三维弯曲变形
图2 多维信息解码过程
该研究为新型柔性信息存储装置的设计和制备提供了新的思路。
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