顆粒在線訊：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息安全引起了社會的廣泛關(guān)注。近年來，在設計以安全的方式存儲和傳遞數(shù)據(jù)的信息加密材料方面投入了巨大的努力，在保護機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提高信息安全性的材料相比，自擦除材料因其簡單的信息編碼過程和與時間相關(guān)的特性而引人注目。信息加密變得越來越重要，但信息加密材料，特別是那些在時間尺度上加密的材料，仍然很受歡迎。

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

圖1.時間依賴性熒光水凝膠和具有時間依賴性安全性的高級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AAm、AAc、MBAA和PPD的光誘導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)和之后(水凝膠2，藍線)水凝膠的FT-IR光譜。c)用HCl(水凝膠1，綠線)或NaOH(水凝膠2，黃線)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)換過程。e)信息編碼和自擦除過程的示意圖。f)時間相關(guān)信息(“星形”圖案)自擦除過程的圖像。

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

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

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

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

來源：材料科學與工程