开发额外的安全加密技术以防止信息泄漏和打击假货是非常需要但具有挑战性的。最近，科研人员提出了一种基于下临界溶解温度（LCST）和上临界溶解温度（UCST）聚合物水凝胶的“双锁定”策略，用于信息伪装和多级加密。通过无规共聚的方法合成了两种类型的水凝胶。水凝胶网络结构中-CO-NH2基团的数量改变了热响应水凝胶的焓或熵，最终精确控制了它们的相变温度。聚合物水凝胶的交联密度决定了扩散动力学，导致它们颜色变化的时间不同。将多种LCST和UCST水凝胶组合在一个标签中，实现了时间和温度两个维度的信息加密和动态信息识别。这项工作对信息加密、防伪、智能响应材料等领域具有很高的启发意义。
示意图1.a) 不同温度和时间下面包烘烤状态示意图。b) 基于具有 LCST 的 L-AMx-BISy水凝胶和具有 UCST 的 U-AMx-BISy水凝胶的标签可以在特定的温度和时间范围内进行识别。c) L-AMx-BISy水凝胶和 U-AMx-BISy水凝胶的聚合物网络结构。
图 1. a) L-AMx-BIS1.0 的透过率随温度和 AM 含量的变化 (x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0)。b) U-AMx-BIS4.0 的浊度曲线作为温度和 AM 含量的函数 (x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0)。c) L-AM0.2-BISy水凝胶相变作为交联剂含量 (0-4%) 的函数。d) U-AM0.8-BISy水凝胶相变作为交联剂含量 (0-4%) 的函数。
图 2.a) 具有 LCST 和 UCST 行为的水凝胶的典型热力学图。b) L-AMx-BISyd和c) U-AMx-BISyd)中AM的氢键和离子相互作用示意图，用于信息伪装和多级加密标签。e) 不同温度下的防伪标签照片。d) 和 e) 中的绿色或红棕色是有意添加的背景，用于快速区分由具有 UCST 行为的水凝胶和具有 UCST 行为的水凝胶制成的二维码的可见性。
图 3. 温度引起的氢气浊度变化的动力学表征。
图 4.a)课题组的网站（左）隐藏在二维码（右）中。b) 上面一行的 QR 标签是考虑到温度和时间的变化而设计的 QR 标签。c) 不同类型水凝胶防伪二维码标签的最大编码容量。
相关论文以题为Double Lock Label Based on Thermosensitive Polymer Hydrogels for Information Camouflage and Multi-level Encryption发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。通讯作者是中山大学刘卫教授。
参考文献：
doi.org/10.1002/anie.202117066
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