《Small》：荧光水凝胶玩出新花样，可用于多级信息加密/解密

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信息保护推动了信息加密技术的不断发展。迄今为止，水凝胶因其独特的刺激响应性已成为先进信息加密材料的新兴候选材料。然而，目前设计多级信息加密水凝胶的方法通常需要复杂的化学或实验装置。近日，来自浙江大学的潘鹏举教授、余成涛团队报道了一种基于HC和SC晶相的空间编程设计多级信息加密荧光水凝胶的新策略。
作为示范体系，作者合成了PAA-g-PLLA水凝胶、四苯乙烯(TPE)改性PLLA (TPE-PLLA)和PDLA (TPE-PDLA)，其中PAA是水凝胶中广泛使用的亲水组分，TPE是代表性的聚集诱导发射(AIE)基团(图1a)，样品制备过程中不涉及复杂的化学过程。
相关研究成果以“Multi-Level Information Encryption/Decryption of Fluorescent Hydrogels Based on Spatially Programmed Crystal Phases”为题于2022年12月20日发表在《Small》上。

图1 水凝胶的设计原理图和多级加密/解密过程
为了调节水凝胶中的HC和SC晶体相，作者巧妙地选择了渗透方法。TPE-PLLA和TPE-PDLA在丙酮溶液中表现为油墨，通过溶剂辅助扩散和溶剂交换，分别渗透到PAA-g-PLLA凝胶中形成HC和SC晶相进行信息编码(图1a,b)。由于HC和SC晶体相的耐溶剂性(如DMSO和丙酮)不同，凝胶的透明度和荧光有明显的变化。它们可以在日光或紫外光下分别显示或隐藏信息，从而实现水凝胶的多级信息加密/解密功能(图1b)。
1.所设计水凝胶的基本特性
作者首先对水凝胶进行了基本的相关测试，包括含水率、溶胀率、机械性能及其透过率（图2），之后进一步研究了TPE-HC和TPE-SC凝胶的溶剂稳定性，这对于设计加密/解密过程至关重要（图3）。作者选择ωPLLA = 20%的PAA-g-PLLA凝胶为例进行演示(图3)。PAA-g-PLLA凝胶是半透明的，而TPE-HC和TPE-SC凝胶是混浊的，透光率低（图3a），它们在透明度上有显著差异，与图2d的结果一致。

图2 水凝胶的基本特性
此外，PAA-g-PLLA和TPE-HC凝胶中只形成HC相，而在TPE-SC凝胶中同时产生HC和SC晶相(图3b)。对于溶剂诱导的透明度和荧光变化，首先考察了DMSO溶剂对TPE-HC和TPE-SC凝胶外观的影响。从图3a,iv,v中可以看出，TPE-HC和TPE-SC凝胶在DMSO中浸泡后都是透明的。WAXS曲线表明TPE-HC-D和TPE-SC-D凝胶都是无定形的(图3c)。图3d显示TPE-HC-A凝胶为无定形，没有任何尖锐的衍射峰。

图3 TPE-HC和TPE-SC凝胶在DMSO和丙酮中的溶剂稳定性。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0lUuLhp6
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