引言
随着科学技术的飞速发展，伪造行为变得既容易又成本低廉。这一趋势导致伪造货币、商品、药品和机密文件的现象不断增加，给个人、企业和政府带来了重大风险和损失，最终加剧了各种社会问题[1],[2],[3],[4],[5],[6]。历史上，人们开发了一系列静态防伪技术，如水印、二维码和条形码来应对这些风险。然而，由于这些传统方法已被广泛知晓且易于复制，其安全效果显著下降。为克服这些限制，各种先进的安全技术应运而生。全息和衍射光学元件以及等离子体超材料标签提供了高物理安全性，但缺乏动态可调性[7],[8]。基于量子点的加密和物理不可克隆功能（PUFs）能够提供高密度的光学指纹，但不具备按需可逆性[9],[10]。DNA编码的防伪技术虽然可以实现高信息密度，但读取过程耗时[11],[12]。这些固有的缺点凸显了亟需开发具有动态性、可逆性和时空可编程性的光学安全平台。在这方面，基于发光的防伪技术因其独特的优势（如易于检测、色彩鲜艳、制备简单和成本低廉）而受到广泛关注[13],[14],[15],[16],[17],[18]。这类材料通常会在磁场[19],[20]、离子[21],[22]、光[23],[24]、热[25],[26]、湿度[27],[28]和机械力[29],[30]等外部刺激下发生颜色或发射变化。其中，光响应系统因光作为能源的清洁性、安全性和可控性而受到最多研究关注。在特定波长的光照射下，这些材料会吸收光子并改变结构颜色或发出荧光，从而揭示加密信息。通常，这类光响应材料以“开-关”模式工作，只有在其受到特定光照时，加密信息才会可见。然而，一个关键的实际问题是不同材料可能会发出相似或相同的颜色，有些甚至在普通日光下也会发出荧光，从而降低系统的安全性和可靠性。因此，迫切需要开发多模式光响应动态防伪材料来克服这些挑战。为满足这一需求，研究人员对多种光致变色材料进行了广泛研究。非光开关类光致变色系统（包括无机化合物、固有光致变色聚合物和有机-无机杂化基质）被广泛应用于动态安全平台[31],[32],[33],[34],[35],[36],[37],[38]。除此之外，有机分子光开关在材料和生命科学领域展现出巨大潜力。这类分子在特定光照（如紫外光、可见光和近红外光）下能够可逆地在这两种不同的异构形式之间转换，由于其优异的可逆性和两种状态之间的显著物理或化学性质差异，成为非常有前景的工具[39],[40],[41],[42],[43],[44],[45]。迄今为止，螺吡喃（SP）、二芳基乙炔（DAE）、偶氮苯（AB）等光开关已在光学材料、超分辨率成像、光药理学、光控电子设备、光控催化和防伪等多个领域得到应用[46],[47],[48],[49],[50]。在信息安全方面，有机光开关结合了多种优势，提升了整体安全性。首先，它们的两种异构状态之间的吸收波长差异明显，导致结构颜色发生变化。其次，许多光开关具有可逆的荧光开关功能，实现了双模式认证（颜色和荧光）。此外，光异构化过程的动力学引入了时间作为可控的安全特征。多数有机光开关具有良好的抗疲劳性，这对于确保任何防伪技术的长期可靠性和实用性至关重要。尽管这些有机系统的合成可扩展性和成本效益与传统商用无机荧光粉相比存在一定挑战，但它们独特的动态光学特性使其在需要高级安全性的特殊工业应用中具有很高的价值和发展潜力。如图1所示，结构颜色变化、荧光开关和时序响应的同时存在使得这些多模式或多级防伪材料极难复制，从而显著提高了安全性。
近年来，利用有机分子光开关进行防伪和信息加密引起了广泛关注。在众多光开关家族中，SP衍生物是最早被研究且应用最广泛的系统之一，因为它们具有明显的光致变色对比度和多样的结构可调性[51],[52],[53],[54],[55],[56],[57],[58],[59]。DAE衍生物也因其卓越的热不可逆性和优异的抗疲劳性而被广泛使用，可用于设计可重写的防伪标签和具备可靠长期性能的加密平台[60],[61],[62],[63],[64],[65],[66]。其他典型的光开关，如偶氮苯（AB）、呋喃酮等，进一步丰富了动态信息安全的分子工具箱[67],[68],[69],[70],[71],[72],[73],[74],[75],[76],[77],[78]。通过利用多种光开关和制备策略，研究人员实现了多色发射、固态光致变色以及在纸张、玻璃和塑料等基底上的可加工性。这些努力显著提升了光学加密标签和信息存储的可靠性和安全性，推动了防伪材料从简单的单模式、单级静态系统向高级的多模式、多级动态响应平台的演变。其设计考虑了结构颜色与荧光、磷光、特定激发波长、照射时间等因素。不可否认，有机分子光开关的合理设计和应用对防伪和加密领域的持续发展至关重要。鉴于该研究领域的快速发展，及时的总结和前瞻性展望十分必要。尽管已有部分综述涉及相关主题[16],[46],[79],[80],[81],[82],[83],[84],[85],[86],[87],但专门针对有机分子光开关应用的全面系统性综述仍有所欠缺。
因此，本综述旨在总结基于有机分子光开关的防伪和加密材料的最新进展。第2节重点介绍了用于防伪的关键光开关家族的分子结构、异构化机制、常见改性策略和结构-性质关系。为了提供一个清晰的逻辑框架，这些家族根据其基本的光异构化机制进行分类：环闭合/开裂反应、可逆电环化反应以及几何异构化或分子内质子转移。第3节按制备策略对它们的应用进行了分类和讨论，包括（1）光开关的物理分散、(2)共价聚合物共轭、(3)非共价限制和封装、(4)超分子组装以及(5)金属配位结构。最后，第4节探讨了基于光开关的防伪和信息加密的未来趋势和潜在方向。希望本综述不仅能为研究人员提供系统性的参考，还能激发更多关于更先进信息安全系统的研究工作。需要注意的是，本文并未试图涵盖所有贡献，而是重点介绍了具有代表性的关键发展实例。
