【科学之邦】
光学加密为防伪技术提供了高度安全的解决方案，具有广泛的应用前景，如钞票防伪、奢侈品真伪保障和信息安全等。
大多数光学加密技术依赖发光材料的独特性，例如发光强度、颜色及寿命等特征。
有机金属卤化物混合材料（Organic Metal Halide Hybrids, OMHHs）因其制备简单、成本低、颜色调节丰富以及高发光性，成为典型的成功应用实例。
然而，一旦其成分被破解，该类材料存在极高的被仿制风险。
因此，亟需在现有光学加密体系中引入新的加密策略，以维持或增强防伪技术的安全等级，从而应对全球假冒问题的日益严重。
压力工程因其可引入材料新维度调控（如带隙调节、压致变色和压致发光等）而成为极具潜力的光学加密策略。
特别是对于处于亚稳态的材料，压致发光（Pressure-Induced Emission, PIE）现象已在卤化物钙钛矿或其衍生的混合卤化物中实现，激发了通过压力工程实现先进光学加密的研究。
例如，在（PEA）₂PbCl₄中，压力调控实现了暖白光发射的保持，其发射波长可调范围达80纳米。
类似地，在（NAPH）₂PbCl₄中也获得了波长调节范围达70纳米的冷白光转暖白光发射。
然而，这些材料在施压后仅表现出双色调的发光变化：（PEA）₂PbCl₄从暖白光转为冷白光，（NAPH）₂PbCl₄则相反。
此外，这些研究中所用的PIE材料初始发光较弱。
在未来基于压力的光学加密体系中，理想的PIE材料应能通过施加不同压力在同一材料中实现多色发光，进而形成独特的“压力工程密钥”（PESK）。
然而，由于大多数材料在高压处理后仍缺乏明显的颜色变化，这一发展受到了严重制约。
在本研究中，吉林大学高压与超硬材料全国重点实验室邹勃（杰青）团队的肖冠军/张立军教授等研究人员成功在一种初始不发光的OMHH材料（4DMAP）₂ZnBr₄中实现了具有PESK特性的PIE效应，得益于其独特的电荷转移动激子发光机制。
在施加不同压力后，该材料从“0”的暗态转变为“1”的明亮发光状态，发光颜色从深蓝至橙红多级变化。实验结果表明，该材料可实现至少8种不同颜色的发光，伴随不同的发光强度与寿命，表明其具备高度安全性的PESK潜力。原位同步辐射X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、吸收谱、高分辨透射电镜（HRTEM）以及对间距分布函数（PDF）的实验揭示，多色发光源于压力处理引起的无序化程度上升所产生的Urbach尾。时变密度泛函理论（TD-DFT）计算结果表明，该PIE效应与4DMAP⁺分子的局域激发态及[ZnBr₄]²⁻向4DMAP⁺之间的卤素到配体电荷转移态密切相关。来自芳香有机阳离子4DMAP⁺的空间位阻效应及增强的氢键相互作用有助于保持明亮的发光状态。结合微纳图案设计，研究成功实现了多种图案的加密如二维码、校徽、猫、银杏叶、熊猫和蝴蝶等。特别是在猫形图案中，荧光颗粒呈现随机分布，构建了三重物理不可复制的PIE光学防伪体系。这种结构大大增强了肉眼识别与视觉信息加密能力。本研究为亚稳态结构的理性设计提供了稳健策略，具有重要的光学防伪与信息存储应用潜力。
聚智赋能 跨界融合｜共筑吉林大学...07-06
