兰州大学唐瑜教授团队：稀土配合物介导银纳米颗粒自组装用于物理不可克隆标签制备
日期：
2024-11-27
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在材料科学领域，组装研究显著推动了将分子基元转化为具有新特性和功能的新材料。通过精巧的自组装，研究人员能够实现一些在分子层面上不可能出现的现象和特性，例如将非手性分子组装成手性结构、使同一发光分子在不同组装状态下表现不同的发光特性、以及实现室温磷光和聚集诱导发光等。这些突破在化学传感、分子封装、光学编码等领域引起了广泛关注。在相关组装研究中，稀土发光配合物尤其引人注目。这类配合物将稀土离子的优异发光特性与有机分子的高度可设计性完美结合，可作为高效的光转换分子器件。稀土发光配合物的分子结构可进行有序定向设计，从而实现多级组装，进一步增强了其在器件和材料领域的应用潜力。本文在实现了稀土配合物溶液中的可控自组装及组装诱导发光 (SAIL) 的基础上 (Natl. Sci. Rev., 2022, 9, nwab016)，首次实现了Eu3+配合物介导的Ag纳米粒子静电自组装，并将其用于物理不可克隆 (PUF) 防伪标签制备 (图1)。本文创新地利用带正电荷的Eu3+配合物 ([EuL3]3+) 作为“离子胶水”，促进带负电荷的Ag-NPs自组装过程，从而形成Eu/Ag-NPs组装体。这种基于Ag-NPs的自组装结构借助表面等离子体效应有效地调制了[EuL3]3+的荧光强度和寿命，并表现出显著的拉曼增强现象 (图2)。进一步，本文采用由库仑力驱动的自组装体Eu/Ag-NPs作为材料，开发了一种新型的PUF标签。该标签可通过共聚焦拉曼、共聚焦荧光和寿命成像系统实现防伪密码的快速读取 (图3)。这使其可以为特定系统定制身份验证密钥，甚至能够结合多个密钥，极大地增强了防伪安全性，确保该标签被成功应用于防伪检测和智能识别领域。本文为理解和设计新型功能性稀土配合物基自组装材料提供了重要的科学依据和技术途径。以上研究论文以“Electrostatic self-assembly of Ag-NPs mediated by Eu3+ complexes for physically unclonable function labels”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为兰州大学化学化工学院博士研究生寇遥，通讯作者为兰州大学唐瑜教授和苏平如青年研究员。
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