高湿度响应型胆甾相液晶聚合物多孔薄膜在防伪加密领域的创新应用

本文设计了一种具有湿度响应特性的多孔氢键胆甾相液晶聚合物网络（CLCN）薄膜，通过引入羧酸盐基团和移除非反应性液晶（5CB）形成多孔结构，使薄膜在40%-90%相对湿度（RH）条件下实现反射带中心波长303 nm的超宽调控范围和5s的快速响应。基于酸碱可逆原理开发了单态可逆和双态不可逆两种防伪加密模式，为刺激响应聚合物材料设计和信息安全技术提供了新思路。

　　

Highlight

本研究开发的胆甾相液晶聚合物网络（CLCN）薄膜展现出反射带中心波长的超宽可调范围。通过巧妙利用非反应性液晶5CB在薄膜中遗留的高孔隙率与羧酸盐吸湿性的协同效应，成功将反射带中心波长的可调范围显著扩大。实验还发现该范围受手性掺杂剂浓度的影响。所制备的CLCN薄膜在相对湿度40%-90%条件下，反射带中心波长可实现303 nm的宽幅调节，响应时间快至5秒。

Results and discussion

图1a展示了制备CLCN薄膜的详细化学成分组成，包含非反应性中间体5CB、可聚合单丙烯酸酯中间体RM105和6OBA、双丙烯酸酯中间体C6M、非聚合性苯甲酸中间体POBA、手性掺杂剂R5011以及光引发剂Irg819。其中5CB作为非反应性且可移除的中间体，在CLCN薄膜形成后可通过丙酮萃取在薄膜中形成孔隙，从而增强薄膜的湿气响应能力。

Conclusions

总之，本研究通过CLCN薄膜的巧妙化学设计，实现了反射带中心波长的宽范围调控。基于羧酸盐与高孔隙结构的协同作用，薄膜展现出优异的湿度响应性能。同时，我们还发现手性掺杂剂浓度对调控范围具有重要影响。所开发的CLCN薄膜不仅为刺激响应聚合物材料设计提供了新视角，更在信息安全与防伪技术领域开辟了新途径。