双重锁定:聚合物水凝胶保护机密信息

材料前沿洞悉 2022-03-02
765 字丨阅读本文需 2 分钟

开发用于防止数据泄露和伪造的高度安全但简单且廉价的加密技术无疑具有挑战性。在Angewandte Chemie杂志上,一个研究小组介绍了一种基于热响应聚合物水凝胶的“双锁”,它可以加密信息,使其只能在特定的温度和时间窗口内读取。

除了数字加密方法外,物理方法也起着重要作用。它们的解码通常基于外部刺激,例如光或热。多重刺激提供了更高的安全性,但使读取数据变得繁琐和复杂。“增加时域极大地提高了实现安全性和简单性统一的机会,”中山大学(中国广州)的郑志坤、陈旭东和刘伟领导的团队表示。“我们的灵感来自于面包的烘焙:只有烘焙温度不太低或太高,烘焙时间不太短或太长,才能生产出美味的面包。”

对于他们新颖的“双重加密系统”,他们使用了热响应聚合物水凝胶——交联链分子,其中水结合到它们的“间隙”中。高于或低于特定温度,透明凝胶由于部分分离而变得不透明。有 LCST 和 UCST 凝胶,它们分别具有较低或较高的临界溶解温度。相保持和临界温度可以通过聚合物水凝胶主链中-CO-NH 2基团的含量来控制。交联的密度决定了相变的速率。

作为锁定标签的一个例子,该团队使用了带有二维码图案凹槽的透明亚克力板。三种不同的凝胶被放置在图案的特定区域;一个 UCST 凝胶在 40 °C 左右发生相变,两个 LCST 凝胶在 33 °C 发生相变(一个具有快速相变,一个具有慢相改变)。低于 20 °C,UCST 凝胶不透明,但高度收缩。图案变形且不可读。在 20 到 33 °C 之间,它会膨胀,由这种凝胶形成的部分代码变得可读。由“快速”LCST 凝胶形成的代码的第二部分仍然无法读取。只有加热到 33 °C 以上才能使两种 LCST 凝胶不透明。现在时机开始发挥作用了;只有“快速”LCST 凝胶的图案具有正确的第二部分信息。在 37°C 时,大约半分钟后就可以读取,并且可以读取完整的代码。然而,短暂的三分钟后,“缓慢”的 LCST 凝胶变得不透明,并添加了错误信息,使代码无法读取。高于 40 °C,两种 LCST 凝胶同时变得不透明。此外,UCST 凝胶变得透明且不可读。

这种加密只有在特定的温度和时间窗口已知时才能被解码。本例中解码的热源可以是红外线灯、水浴、吹风机,甚至是人体。如果密封以防止水分蒸发,这些便宜的标签理论上适合长期使用。

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:材料前沿洞悉
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...