日前，国际权威学术期刊《Nature Communications》以“Photo-triggered full-color circularly polarized luminescence based on photonic capsules for multilevel information encryption.”为题，在线报道了东南大学化学化工学院、智能材料研究院李全院士团队在具有光触发全彩色圆偏振发光的智能液晶光子胶囊在多级信息加密领域的突破性研究进展。东南大学李全院士和北京化工大学郭金宝教授为共同通讯作者。
基于胆甾相液晶（CLCs）的可调控圆偏振发光（CPL）材料因其较高的发光不对称因子（glum）和刺激响应性能被广泛研究，目前已报导了手性翻转、glum值调控等响应型CPL材料。这类可调控CPL材料所携带的波长、强度、手性等信息在信息防伪与加密领域崭露头角。然而，小分子液晶的流动性限制了实际应用；而聚合物液晶的刚性网络抑制了分子的光异构化。如何发展多重响应、精确调控、较高glum值、易于加工的CPL材料成为了一个挑战。
基于此，李全院士团队报道了一种具有光触发全彩色CPL的液晶光子胶囊（LCPCs）。本研究在LCPCs中构建了从手性供体(S)-CNB到非手性分子开关DG和DR的Förster共振能量转移（FRET）平台，制备了可加工性能优异、颜色高度可调固体薄膜。通过逐步FRET过程，实现了从蓝色发射到红色发射的光控变色CPL，发光波长迁移长达160 nm，FRET效率高达94.0%；实现了CPL的RGB三色信号的光转换，最大glum值可达–0.11。由于FRET效率随时间的变化，LCPCs的发光颜色表现出很强的时间依赖性。进而制备了以聚乙烯醇为基质的LCPCs薄膜，根据其光控全彩色CPL特性，展示了4D信息加密与解密的概念。使用6种LCPC薄膜制备了高安全级别的条形码，并进一步对应三组ASCⅡ二进制代码，展示出只有特定时刻和偏振状态才能解密的“高级密码本”。这种集成荧光、时间响应、全彩色发射和CPL特性的LCPC薄膜展示了在多级信息加密领域的强大潜力和广阔应用前景。
该研究工作得到了江苏省“双创团队”计划、国家自然科学基金等项目的资助。
论文信息：
Photo-triggered full-color circularly polarized luminescence based on photonic capsules for multilevel information encryption.
Siyang Lin, Yuqi Tang, Wenxin Kang, Hari Krishna Bisoyi, Jinbao Guo, and Quan Li
Nat. Commun.2023, 14, 3005.
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38801-1
