南开团队研获新型光学“密码锁”

  中化新网讯 近日,南开大学宋峰教授、冯鸣副教授团队基于石英玻璃中稀土离子的空间选择性掺杂和仿生微纹理复制,构筑了具有微结构的不可复制荧光玻璃标签,通过多层信息加密和存储,给信息装上“安全锁”,获得了光学信息加密存储领域重要进展。

  随着信息技术的高速发展,人们对信息安全的需求日益增加。一系列防伪加密方法应运而生,如全息图、激光烫印、水印、射频识别标签、防伪油墨等。这些安全标签的防伪能力主要依赖于高技术壁垒和有限的制造材料。然而,由确定性方法产生的传统安全标签很容易被有动机的伪造者复制和重新生成,开发不可复制的防伪加密方法一直是一项重大挑战。

  这一成果最初的灵感,源于一片叶子。德国哲学家莱布尼茨说过:“世上没有两片完全相同的树叶。”一次偶然的情况下,研究团队在电子显微镜下发现,银杏叶的表面犹如不规则起伏的山脉,而荷叶表面却随机分布着许多锥形的微塔,即使是同一片树叶的不同部分也呈现着相似却不完全相同的微结构。

  由此为切入点,团队引入了不可克隆函数的概念,利用紫外光固化二氧化硅纳米复合物和天然叶片表面的微结构信息,开发了物理上不可复制的、具有仿生微结构的荧光玻璃标签,实现了可选择性地多级信息存储加密。

  研究团队首次在透明玻璃上同时实现了稀土离子的空间选择性掺杂和仿生微结构复制,通过控制稀土离子的掺杂位置和种类,构筑不可克隆微结构,选择性地进行多级信息加密。他们以南开大学校训和校徽为一级编码信息,用波长为254纳米的紫外光照射,可以得到不同颜色的显示图案,图案中的微小细节清晰可见。他们还利用微结构的随机性设计了二级加密信息,搭建了交互式的智能认证平台,便于对加密信息进行提取和认证。

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