无字天书——无墨喷水可重写技术达成多级安全印刷丨CellPress论文速递

中国研究人员开发了一种能够加密重要信息并重复使用的纸张涂层——无墨喷水可重写安全印刷技术，只需要纯水作为墨水即可打印。用无墨喷水印刷在涂有锰配合物的纸张上的信息无法用肉眼看见，只有在254纳米的紫外光下才会显现。透过吹风机加热纸张15至30秒让信息消失，纸张便能进入下一轮的打印。

这项能够擦写至少30次的安全打印技术近日发表于Cell Press细胞出版社旗下期刊Matter上。

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南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地教授赵强表示“之前我们对有机材料光电性质的调控，主要是通过改变它的分子结构来实现。但最近我们发现，不需要对它的分子结构进行重新的设计和改变，只需要通过一些外界物理刺激就可以实现对它的光学或电学性质的调控。例如利用锰配合物的发光对水的敏感性，可实现对它发光性质的调控。最终，利用该性质实现了无墨喷水可擦写安全打印技术。”

赵强教授说“通过粗略计算，我们的无墨喷水可擦写打印技术每次印刷成本约为0.014元人民币。目前，纸张的安全印刷最常用的策略是使用荧光安全墨水。然而，这些荧光墨水不易被擦除，多为一次性使用，对环境不友好。”

虽然无墨喷水可重写技术具有经济效益，并且不伤害环境，但研究人员想进一步改进现在的技术。目前该无墨喷水可重写技术中使用的锰配合物只能在254纳米的短波长紫外光下被激发，对人体仍存有潜在的伤害。研究人员未来的工作将集中在发展能被可见光或近红外光激发，并且对湿度敏感的配合物。

赵强教授强调“我们对印刷非常关注的一点，就是对人体要没有毒害或者低毒的。所以对环境非常友好、对人体低毒的锰配合物是非常适合的材料。”

除了开发易于操作和低成本的无墨喷水可擦写安全打印技术，赵强教授与同事还开发了具有更高安全级别的印刷技术。他们在纸上涂上膦配体，这种分子可以与卤化锰盐溶液中的锰离子通过离子作用配位，形成锰配合物。印刷出来的信息在肉眼和紫外光下都无法被读取。信息只有通过发光寿命成像显微镜（Photoluminescence Lifetime Imaging Microscopy）分析才会显示，进而提高信息保护的安全性，不被一般方法破解。在发光寿命成像显微镜下，信息根据发光寿命的长短呈红色、黄色、绿色和蓝色等不同的颜色。 

赵强教授说“我们利用锰配合物的可逆离子相互作用，首次实现了对发光寿命的动态调控。信息安全性大家都非常重视，不管是在经济领域或者军事领域都是大家非常关注的一个焦点。这个也是我们开展这个工作的目的，希望能够实现的就是信息安全保护。”

论文主要作者介绍

关于 赵强  教授

赵强，南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”青年拔尖人才、教育部“长江学者奖励计划”青年学者。主要从事有机与生物光电子领域研究，近年来，作为通讯或第一作者在Nature Communications、Chemical Reviews、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials等国际顶级期刊共发表SCI论文170余篇，论文被他人SCI引用8000余次，h因子为49。研究成果多次被Nature、Nature Asia、Chemical & Engineering News、Phys.org、MaterialsViews、ChemistryViews等作为研究亮点进行专题评述。获授权中国发明专利30余件。研究成果获国家自然科学奖二等奖、教育部自然科学奖一等奖、江苏省科学技术奖一等奖等奖励。

相关论文信息

论文原文刊载于Cell Press细胞出版社旗下期刊Matter上，点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文

论文标题：

Dynamic Luminescence Manipulation for Rewritable andMulti-level Security Printing

论文网址：

https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30174-2

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.08.016

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