福州大学郑远辉教授课题组在不可复制防伪标签的制备取得新进展

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假冒伪劣产品横行，严重危害人民的生命和财产安全，干扰经济秩序，损害我国形象。根据全球品牌假冒伪劣产品报告（GBCR），2018年，由于假冒伪劣产品的影响，服饰、针织品、鞋、化妆品、手包、手表等产品损失近98亿美元。目前，科研人员主要利用配位聚合物、等离子体纳米颗粒、量子点、响应性有机分子等材料来制备防伪标签，但是有几个因素仍制约其在杜绝假冒伪劣产品上的应用。第一，目前制备的防伪标签极易被复制；第二，目前制备的防伪标签都是光致发光样品，有光漂白的问题。

针对上述问题，郑远辉教授团队通过以包裹染料分子的银/二氧化硅核壳纳米颗粒为信息基元，利用掩膜光刻技术辅助的自组装方法，制备出廉价、无损的不可复制防伪标签。利用此信息基元的表面等离子体共振、荧光及拉曼信号进行多重加密，同时利用Image J的方法对图片进行比对，并对不可复制防伪标签进行解密。此项研究工作为用于防伪的不同自组装纳米材料提供了一个简单可行的思路。

图1. 以包裹染料分子的银/二氧化硅核壳纳米颗粒为信息基元制备出不同图案的不可复制防伪标签的暗场图片及荧光图片。

在此基础上，郑远辉教授团队和李福山教授团队以II-VI族半导体量子点为墨水，利用喷墨打印机制备出廉价、无损、隐蔽、智能手机读取及人工智能验证的不可复制防伪标签。在375nm光的激发下，量子点分别呈现出红绿蓝三色，通过打印的方法形成花状的不可复制防伪图纹，首次利用人工智能的方法对不可复制防伪标签进行解密，此项研究工作为快速解密不可复制防伪标签提供全新的策略。

图2. 人工智能解密原理：（a）解密过程示意图；（b-g）6张数据库的防伪标签；（h-m）6张在不同亮度、角度、放大倍数、清晰度及包含以上因素的荧光图片；（n-s）6张不在数据库的防伪标签；（t,u）真假防伪标签的相似度。

该团队进一步利用自组装方法将配位聚合物（cupric bromide complex of pyrazine 1,4-dioxide）涂在利用光刻技术制备的图案上，制备出色彩丰富、电脑视觉解密的不可复制防伪标签。利用表面增强薄膜干涉实现防伪标签在明场显微镜下展现多种颜色的图案，从根本上解决了光漂白的问题，且最低密容量可高达3⁷³⁹。利用电脑视觉的方法对不可复制防伪标签进行解密，准确率高达100%。此项研究工作为制备廉价、可大规模生产的不可复制防伪标签提供坚实理论基础。

图3. 电脑视觉解密原理。a（1-6）6张数据库的防伪标签；b（1-6）6张在不同亮度、角度、放大倍数、清晰度及包含以上因素的明场图片；c（1-6）6张不在数据库的防伪标签；（d,e）真假防伪标签的相似度;（f）在不同相似度临界值下的验证正确率和错误率。

以上相关成果分别发表在Advanced Materials (Adv. Mater. 2016, 28, 2330-2336), 第一作者和通讯作为为郑远辉教授，新南威尔士大学Justin Gooding 教授为共同通讯作者；Nature Communications (Nat. Commun. 2019, 10, 2409), J. Mater. Chem. C (DOI: 10.1039/c9tc04615a), 福州大学物信学院的刘洋博士和化学学院韩斐博士为共同第一作者，福州大学物信学院的李福山教授和福州大学化学学院的郑远辉教授为共同通讯作者。

目前，郑远辉教授团队正在招聘研究生，博士后和科研助理，欢迎对光学加密和显示研究有兴趣的朋友加盟。联系方式：[e-mail]。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.201505022

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10406-7

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/TC/C9TC04615A#!divAbstract

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