在這個信息技術高度發(fā)展的時代，我們的日常生活被海量的數(shù)據(jù)、信息充斥著，人們在感受信息獲取便捷的同時，也遭受著機密信息泄露所帶來的困擾。隨著可打印墨水、可擦寫基底等信息存儲材料的出現(xiàn)，安全碼、全息防偽、熒光識別等信息加密-解密方法的發(fā)展，虛假信息、隱私泄露等問題得到了一定程度的緩解。但是，未經過適當處理的解密信息存在二次泄露的危險，因此，亟需設計并制備能夠在信息解密后對其進行及時銷毀的先進信息存儲設備，來提升信息的安全性。

近年來，中國科學院寧波材料技術與工程研究所陳濤研究員課題組在智能熒光水凝膠體系的設計及水凝膠基信息存儲、相應加密-解密技術的開發(fā)方面取得了一系列的研究進展 （ACS Sensor, 2018, 3, 2394; Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1704568; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58,16243; Sci. China Mater.2019, 62, 831; ACS Macro Lett. 2019, 8, 937; Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1905514; Angew Chem Int Ed, 2020, doi.org/10.1002/anie.202007506）。

近期，陳濤研究員課題組和北京航空航天大學劉明杰教授課題組合作，報道了一種具有瞬態(tài)熒光性能的智能水凝膠并將其用于多級信息存儲，實現(xiàn)了信息的加密-解密-自擦除。該工作通過在聚丙烯酰胺水凝膠網絡中原位引入尿酶（urease），利用尿酶-尿素催化反應，原位實現(xiàn)萘酰亞胺熒光基團從質子化狀態(tài)（DEAN-H⁺）向去質子化狀態(tài)（DEAN）的轉變，達到快速降低水凝膠熒光強度的效果。除了能發(fā)生質子化-去質子化反應過程外，萘酰亞胺熒光基團還能與不同金屬離子（Zn²⁺、Al³⁺）配合，在維持水凝膠熒光強度的同時，降低熒光水凝膠熒光強度減弱的速率（在尿素溶液中）?；诖?，金屬離子Zn²⁺、Al³⁺可以通過離子印染技術引入水凝膠表面，以實現(xiàn)加密信息的輸入。但由于不同金屬離子與萘酰亞胺熒光基團的配位能力不同，在解密的過程中（尿素溶液處理），熒光減弱的速率不同，從而實現(xiàn)水凝膠表面熒光強度的時空調控，多級加密信息的解密-自擦除。

該工作以題為“Spatiotemporal regulation of fluorescence in a urease-embedded hydrogel for multistage information security”的論文發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202011645。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2019YFC1606600、2019YFC1606603、2018YFB1105100）、國家自然科學基金（51873223、51773215、21774138）、中國博士后科學基金（2020M671828）等項目的資助。

圖1 瞬態(tài)熒光水凝膠的設計及其用于多級信息加密-解密-自擦除

圖2 多級信息解密過程