多刺激响应型形状记忆与荧光切换复合水凝胶在信息加密领域的创新应用

本文推荐一种具有多重刺激响应特性的复合水凝胶（CHOSP hydrogel），通过可逆离子键、动态亚胺键和金属-配体配位键实现形状记忆功能，并利用碳量子点（CDs）的荧光响应特性，构建了新型3D信息加密平台。该材料可响应盐溶液、pH值和Fe3+等刺激，实现光学特性与形状的协同调控，为智能防伪技术提供了创新解决方案。

　　

Highlight

材料设计

该发光水凝胶基3D防伪平台的设计原理如图解1a所示（注：实际输出省略图示）。通过循环冻融法将氮掺杂碳量子点（N-doped CDs）、羟乙基丙烯酸酯壳聚糖（HACC）、海藻酸钠（SA）和氧化葡聚糖（ODex）与聚乙烯醇（PVA）复合，形成CHOSP水凝胶。其中氧化葡聚糖作为动态亚胺键的交联剂，海藻酸钠提供离子交联位点，而碳量子点则赋予材料独特的荧光响应特性。

结论

我们成功开发出兼具多重刺激响应形状记忆和荧光切换功能的复合水凝胶，为3D信息加密提供了创新平台。其形状记忆行为源于离子键、动态亚胺键和金属-配体配位键的可逆形成/解离，荧光特性则由碳量子点对不同刺激（如盐溶液、pH变化和Fe³⁺等）的响应所调控。这项研究为开发能动态适应环境的高级智能系统开辟了新途径。