镧系铝酸盐封装氧化铝电纺纳米纤维膜增强文档安全认证技术研究

【编辑推荐】针对光响应油墨成本高、耐久性差的问题，研究人员通过溶胶-凝胶法和静电纺丝技术，将镧系铝酸盐纳米颗粒（NLA, 2-6 nm）封装于氧化铝（ALU）纳米纤维中，开发出具有高可逆性和光稳定性的NLA@ALU纳米纤维膜。该材料在紫外光下呈现绿色发射（517 nm），为证件、钞票等贵重文件防伪提供了低成本、高效的新型光学认证方案。

　　

论文解读
在商业物品、钞票和官方文件伪造猖獗的背景下，全球地下市场年损失高达数十亿美元。传统光响应油墨虽广泛用于防伪，却存在成本高、易褪色等缺陷。有机染料的光稳定性差、量子产率低，而无机磷光体如SrAl₂
O₄
:Eu²⁺
;Dy³⁺
虽性能优异，但颗粒形态限制了应用。为此，沙特阿拉伯的公主努拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学的研究团队创新性地将镧系铝酸盐纳米颗粒（NLA）封装于氧化铝电纺纳米纤维中，开发出兼具高机械强度和光学特性的防伪材料，成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》。

研究采用溶胶-凝胶法制备PVP/AlCl₃
纺丝液，通过静电纺丝和煅烧技术获得直径100-155 nm的氧化铝纳米纤维。关键步骤包括：固态法合成磷光微粉（6-45 μm），EDX验证元素组成；自上而下技术制备NLA纳米粉体；XRD和TEM表征显示NLA成功封装于非晶态ALU基质；光致发光光谱监测365 nm激发下的517 nm绿色发射。

研究结果

1. 材料构建：NLA@ALU纳米纤维膜在自然光下透明，紫外光下呈现鲜明绿色，CIE Lab色度分析证实颜色可逆性。
2. 机械性能：纳米纤维膜涂覆的纸张拉伸强度显著提升，克服了传统磷光体薄膜易脆的缺点。
3. 光学特性：NLA的封装使材料具备长余辉发光特性，且不受纸张背景荧光干扰。
4. 耐久性：加速老化实验显示，材料在连续紫外照射下保持稳定发射，远超有机染料。

结论与意义
该研究通过无机-有机杂化策略，将NLA的光学优势与ALU纳米纤维的机械性能结合，开发出低成本、高耐久性的防伪材料。其创新点在于：（1）首次实现NLA在电纺ALU中的纳米级封装；（2）建立可调控发射特性的材料体系；（3）为证件、货币等提供难以复制的光学指纹。未来可通过调控NLA组分（如引入Eu³⁺
/Tm³⁺
）实现多色发射，拓展其在多级防伪领域的应用。

（注：全文数据均源自原文，技术细节保留PVP、AlCl₃
、EDX等专业术语及上标格式，作者Salhah D. Al-Qahtani单位信息与致谢部分一致）