顆粒在線(xiàn)訊：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息安全引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，在設(shè)計(jì)以安全的方式存儲(chǔ)和傳遞數(shù)據(jù)的信息加密材料方面投入了巨大的努力，在保護(hù)機(jī)密信息方面取得了令人印象深刻的結(jié)果。突出的例子包括動(dòng)態(tài)代碼、防偽材料、熒光油墨和自擦除材料。與那些利用多重加密步驟來(lái)提高信息安全性的材料相比，自擦除材料因其簡(jiǎn)單的信息編碼過(guò)程和與時(shí)間相關(guān)的特性而引人注目。信息加密變得越來(lái)越重要，但信息加密材料，特別是那些在時(shí)間尺度上加密的材料，仍然很受歡迎。

來(lái)自華東理工大學(xué)的學(xué)者在此基礎(chǔ)上研制了一種基于含時(shí)熒光水凝膠的時(shí)間鎖信息加密材料。這種水凝膠的熒光顏色可以通過(guò)控制尿素/尿素酶和鹽酸的濃度在時(shí)間尺度上在綠色和黃色之間調(diào)節(jié)，強(qiáng)度有明顯的變化。通過(guò)利用這一功能，可以對(duì)“時(shí)間鎖定”信息進(jìn)行編碼。這些信息隨著時(shí)間的推移而自我擦除，而且在這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生虛假的甚至相反的信息。正確的信息只能在指定的時(shí)間被識(shí)別，即使用“時(shí)間密鑰”來(lái)解密信息。這一依賴(lài)時(shí)間的功能使材料具有更高級(jí)別的安全性，并為信息加密提供了新的見(jiàn)解。相關(guān)文章以“A Time-Dependent Fluorescent Hydrogel for “Time-Lock” Information Encryption”標(biāo)題發(fā)表在A(yíng)dvanced Functional Materials。

圖1.時(shí)間依賴(lài)性熒光水凝膠和具有時(shí)間依賴(lài)性安全性的高級(jí)信息加密材料的示意圖

圖2.pH控制的顏色可調(diào)的熒光水凝膠。a)通過(guò)AAm、AAc、MBAA和PPD的光誘導(dǎo)自由基聚合制備水凝膠的圖示和熒光可控水凝膠的示意圖。b)用NaOH處理之前(水凝膠1，黑線(xiàn))和之后(水凝膠2，藍(lán)線(xiàn))水凝膠的FT-IR光譜。c)用HCl(水凝膠1，綠線(xiàn))或NaOH(水凝膠2，黃線(xiàn))處理后水凝膠的熒光光譜(λex = 380 nm)。d)水凝膠的循環(huán)熒光轉(zhuǎn)換過(guò)程。e)信息編碼和自擦除過(guò)程的示意圖。f)時(shí)間相關(guān)信息(“星形”圖案)自擦除過(guò)程的圖像。

圖3.時(shí)間依賴(lài)性熒光水凝膠。a)由瞬時(shí)pH系統(tǒng)控制的時(shí)間依賴(lài)性熒光水凝膠的示意圖。b)水凝膠的時(shí)間依賴(lài)熒光光譜。加入尿素/HCl后，熒光從黃色變?yōu)榫G色，并自動(dòng)恢復(fù)為黃色。c)相應(yīng)的時(shí)間依賴(lài)性相對(duì)熒光強(qiáng)度。d)對(duì)于不同的初始尿素濃度，水凝膠的相對(duì)熒光強(qiáng)度變化相對(duì)于時(shí)間在時(shí)間依賴(lài)性循環(huán)中的圖。e)不同實(shí)驗(yàn)條件下綠色熒光的保留時(shí)間。f)具有不同尿素和脲酶濃度的熒光圖案自擦除過(guò)程的圖像。

圖4.“時(shí)間鎖”信息加密材料。a)使用“時(shí)間密鑰”的“時(shí)間鎖”信息加密材料和解密過(guò)程的示意圖。正確的信息只能在特定的時(shí)間被識(shí)別。b)以時(shí)間刻度顯示的加密信息的照片。c)材料的重復(fù)循環(huán)。

總之，本研究基于具有時(shí)間依賴(lài)性熒光的水凝膠開(kāi)發(fā)了“時(shí)間鎖”信息加密材料。這種水凝膠是由TICT熒光部分PPD、AAm、AAc和MBAA的光誘導(dǎo)自由基聚合制成的。AAc使水凝膠網(wǎng)絡(luò)能夠通過(guò)pH值調(diào)節(jié)來(lái)控制，從而實(shí)現(xiàn)可控的分子運(yùn)動(dòng)和可調(diào)的熒光。此外，時(shí)間依賴(lài)性熒光水凝膠是通過(guò)將基于脲的水解反應(yīng)偶聯(lián)到這種pH控制的熒光體系上而獲得的。HCl/尿素的加入導(dǎo)致pH值降低，產(chǎn)生亮綠色熒光。這種熒光是時(shí)間依賴(lài)性的，并且隨著時(shí)間的推移自動(dòng)變回黃色，這是由于尿素水解引起的pH值的逐漸增加。通過(guò)控制尿素和脲酶的濃度來(lái)調(diào)節(jié)綠色熒光的剩余時(shí)間。

利用這一特性，通過(guò)用不同濃度的混合溶液(HCl/尿素)處理來(lái)編碼敏感信息。結(jié)果顯示：信息在時(shí)間尺度上是動(dòng)態(tài)的，并且一系列信息隨著時(shí)間顯示。正確的信息只能在特定的時(shí)間被識(shí)別，而在任何其他時(shí)間，則是識(shí)別到虛假的信息。換句話(huà)說(shuō)，信息被時(shí)間“鎖定”，只能用合適的“時(shí)間密鑰”解密。本研究希望這項(xiàng)工作能夠作為一個(gè)鼓舞人心的基礎(chǔ)，發(fā)展先進(jìn)的信息加密材料與時(shí)間相關(guān)的安全。(文：SSC）

來(lái)源：材料科學(xué)與工程