去伪存真，让分子来“说真话” | 科技最前线

随着社会发展，假冒伪劣商品的蔓延，“保真”几乎成了商品交易时的一句口头禅，困扰商家的同时，也困扰着消费者。科学家们通过潜心研究，探寻出了更强大的防伪技术，为我们提供更放心的安全保护。

紫外光下“见真章”

防伪技术就像隐形的守护者，默默地保护着我们的安全。

随着科技的发展，一些老式的防伪手段已经开始力不从心了。

为了让“守护者”升级换代，中国科学院福建物质结构研究所科研人员推出了一种新颖的防伪墨水，它难以仿造，还能巧妙地把书写的内容隐藏起来，需要特定的“钥匙”才能揭开神秘的面纱。

这种神奇的墨水由一种特殊的非荧光聚合物制成。这些聚合物就像是一个个设计精巧的“保险箱”，它们有自己独特的形状和结构，没有正确的“钥匙”，你就无法打开它们。

它的“钥匙”是一种能够发生颜色变化的荧光团分子。当“钥匙”和“保险箱”结合，通过紫外光照射，原本隐藏的信息就会像魔术一样展现出来，呈现出一系列的颜色变化。

▲当聚合物和能够发生颜色变化的荧光团分子相结合，通过紫外光照射，呈现出一系列颜色变化。（图片来源：中国科学院福建物质结构研究所）

“加密-解密”无限组合

实现这种神奇加密-解密效果的原理其实很简单。荧光团分子和非荧光聚合物油墨之间的相互作用会导致荧光发射的变化。这些变化包括：荧光的强度，也就是它发光的明暗程度；荧光的波长，也就是我们眼睛看到的颜色；荧光的手性，也就是它旋转光线的方式。这些变化依赖于聚合物的化学结构，而化学结构就像是每个人的指纹一样独一无二，这也是为什么这种防伪技术难以破解。

在实际应用中，科学家们用非荧光聚合物作油墨写下了“Time”，“will”和“tell”这三个词，这些词处于隐身的状态，只有喷涂特定的荧光分子进行显影才能显现出来；同时因为这些荧光分子会与不同的聚合物油墨产生不同颜色的反应，这就给信息的加密和解密提供了无限组合的可能性。

▲荧光分子会与不同的聚合物油墨产生不同颜色的反应。（图片来源：中国科学院福建物质结构研究所）

更高安全 更强防伪

除此之外，科学家们还构建了一个复杂矩阵系统来进一步增强安全性。

首先他们把含有三种不同聚合物的矩阵称为“锁”矩阵，而三种不同的荧光分子组合则构成了“钥匙”矩阵。当“锁”和“钥匙”结合时，它们会产生一个“输出”矩阵，里面包含了解锁后的信息。这个体系如此复杂，以至于有数以万计可能的“钥匙”和“输出”组合，这让任何试图仿造或破解的企图都变得极为困难。

▲不同的聚合物与不同的荧光分子可以组成数以万计的组合。（图片来源：中国科学院福建物质结构研究所）

其次，科研人员还利用在左旋和右旋圆偏振光下显示不同颜色的属性，实现了基于圆偏振光的高安全性加密和防伪技术。

例如，在下图中我们可以看到绿色胶片代表了二进制中的“1”，而青色胶片代表了“0”。调整0和1的排布“写入”信息“LOVE”，该信息只有在紫外光照射下和左偏振片的辅助下才能被解读，其他5种模式都是干扰信息。

▲在紫外光照射下和左偏振片的辅助下，只有一种模式是正确的。（图片来源：中国科学院福建物质结构研究所）

最后，科研人员还将荧光分子掺杂进液晶薄膜中，实现图案化的防伪应用。例如，下图将荧光分子掺入液晶单体中，借助掩膜版进行光交联，曝光区域交联程度大，液晶与荧光分子的作用强，非曝光区域交联程度低，液晶与荧光分子的作用弱，从而将图案写入液晶薄膜中。该图案在6种观察模式下呈现出不同的视图，特别是在紫外光下，通过左偏振片可以清楚观察到图案，而右偏振片下图案完全消失，这种动态变化使得图案难以被伪造，提高了防伪水平。

这些研究不仅明确地突显了我们所采用数据加密方式的安全级别，同时也显示了利用光的特性在防伪和加密领域的宽广应用前景。

▲将荧光分子掺入液晶薄膜中，图案在6种观察模式下呈现出不同的视图。（图片来源：中国科学院福建物质结构研究所）

这种基于非荧光聚合物的防伪技术是一个巨大的飞跃。它不仅能够为我们提供前所未有的安全保护，而且也打开了科学研究的新篇章。随着这种技术的进一步发展和应用，我们有望在不久的将来看到更多的商品、证件，甚至艺术品采用这种高科技的防伪手段，商业欺诈和伪造商品的日子或许将一去不复返。

来源：中国科学院福建物质结构研究所

责任编辑：曹旸