《Progress in Organic Coatings》：Carefully designed PSCLC/PDLC/PCL multifunctional composite structures are used for high-security multi-level anti-counterfeiting labels and patterned displays
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•优化配方可从荧光PDLC中产生RGB结构色和双可见-紫外加密信号。•波长选择性布拉格反射可实现多阶段解密，用于高安全性防伪。•通过两步聚合制备三元PSCLC/PDLC/PCL复合材料，实现可调手性螺旋螺距。引言随着假冒伪劣产品的日益猖獗，人们对信息加密和防伪技术的研究兴趣显
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优化配方可从荧光PDLC中产生RGB结构色和双可见-紫外加密信号。
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波长选择性布拉格反射可实现多阶段解密，用于高安全性防伪。
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通过两步聚合制备三元PSCLC/PDLC/PCL复合材料，实现可调手性螺旋螺距。
引言
随着假冒伪劣产品的日益猖獗，人们对信息加密和防伪技术的研究兴趣显著增加[1]，[2]，[3]，[4]。开发先进的防伪材料和策略对于保护消费者权益和企业利益至关重要[5]，[6]，[7]。在各种防伪方法中，光学防伪技术因其肉眼直接识别信息、操作简便和高安全性等优势而成为研究热点[8]，[9]，[10]。液晶材料在光学防伪领域具有巨大的应用潜力，这归功于其固有的结构色和对多种外部刺激的灵敏响应[11]，[12]。PSCLC作为一种典型的液晶功能材料，通过布拉格反射呈现出鲜艳的结构色[13]，[14]。PSCLC的反射波长可以通过调节螺距连续调节，使其在显示和防伪领域成为广泛研究的对象[15]，[16]。然而，单一PSCLC系统在信息编码维度和防伪等级方面存在局限性，难以满足当代应用的高级需求[17]，[18]。将PSCLC与其他功能材料集成以构建协同防伪和显示系统为解决这些挑战提供了可能[17]，[19]。PDLC主要用于智能窗户等应用，表现出在外加电场作用下调节光透射和散射的能力[20]，[21]。虽然PDLC具有防伪应用的潜力，但其功能仅限于在单一刺激下的简单颜色或图案转变[13]，[22]。这种固有的局限性削弱了对当代高科技伪造方法的有效性，从而阻碍了其在防伪行动中的实际应用[23]，[24]。因此，迫切需要开发一种兼具可靠性和操作便利性的PSCLC/PDLC复合系统。该复合系统旨在实现复杂的可调结构色演变和图案化显示，建立一个多维信息加密和防伪平台。该方法为提高防伪性能提供了一条新技术路线[25]，[26]。
近年来，为了实现液晶基防伪应用中便利性和不可复制性的统一，人们探索了多种策略，包括掺杂功能微/纳米颗粒和引入微结构加工技术。这些技术的目的是实现动态信息加密和高级防伪[27]。然而，大多数现有研究仅关注单一PDLC或PSCLC系统，利用孤立的电光特性进行加密，而忽视了将两种液晶相结合所能实现的协同性能。例如，Yang等人通过在PDLC系统中掺杂多种功能颗粒实现了复杂的信息传输和有效的防伪[12]，但发现其解密过程效率低下，需要多步重复编码程序和额外的读取设备，从而显著增加了系统复杂度和应用成本。Qin等人利用PSCLC的可调螺距结构色，通过调节局部手性掺杂剂浓度实现了时间分辨的图案解密[28]。尽管其操作简单且能在特定时间窗口内产生动态图案，但依赖扩散的调控机制限制了对复杂多维防伪信息的编码。Wu等人利用聚乙烯醇（PVA）与液晶之间的不相容性[29]，构建了由PSCLC/PVA/PDLC组成的三元复合结构，使用PVA作为中间阻隔层。该结构促进了两种液晶系统的光电响应特性在电场作用下共存。然而，在实际防伪应用中，其信息加密能力仍然有限，未能充分发挥该复合系统的协同优势。值得注意的是，PSCLC和PDLC在结构和功能方面存在显著差异。PSCLC表现出独特的结构色反射，而PDLC则主要依赖可电动调控的光散射来提供可调的雾度调节。将其光学特性集成以制造结合结构色显示和动态光散射调节的PSCLC/PDLC复合防伪器件，仍然是面向信息加密的液晶基功能材料面临的关键科学挑战。此类复合光电器件能够实现多维信息编码和动态防伪图案的可控演变。
在本研究中，通过PSCLC和PDLC的复合设计，结合手性掺杂剂的动态扩散行为和功能颗粒的掺杂效应，成功实现了防伪图案的直观可视化（图1）。这种策略有效稳定了PSCLC和PDLC的共存，克服了PSCLC结构色在固定螺旋螺距下无法调节的限制，同时消除了PDLC缺乏固有显色能力的缺陷。在紫外聚合后，PSCLC区域由于固定螺距而呈现稳定的结构色，而PDLC区域则表现出浑浊散射特性。引入微/纳米功能颗粒赋予PDLC区域显色性能。系统中的动态手性扩散实现了对防伪图案的时间调节。在扩散早期阶段，手性分子优先进入PSCLC区域形成明显的预设图案，PDLC区域保持无色，这是因为该区域手性分子浓度不足以促进CLC的形成。随着扩散的进行，手性掺杂剂从PSCLC向PDLC区域的逐渐迁移引起原始图案的自动褪色和消散，这种动态的"自显-自擦"行为显著增强了信息的不可复制性和防伪安全性。该复合系统具有简单的制备工艺，通过简单操作即可构建结构复杂的多维加密图案，有效克服了传统液晶防伪技术的局限性，包括图案均匀性差、难以直观展示和信息容量受限等问题。这种时间依赖的图案演变行为对于开发无墨打印和动态防伪平台具有极高的应用价值[30]，[31]。总之，所提出的PSCLC/PDLC/PCL复合结构器件在先进显示和智能防伪系统中展现了广阔的应用前景。
章节摘要
材料
本研究中使用的关键材料的规格和来源如下所述。向列型液晶SLC-1717（石家庄成志永华显示材料有限公司）具有365.2 K的清亮点，折射率各向异性Δn = 0.201（常光折射率no = 1.519；非常光折射率ne = 1.720）。介晶单体RM257（2-甲基-1,4-苯亚双(4-(3-(丙烯酰氧基)丙氧基)苯甲酸酯）购自上海阿拉丁生物化学技术有限公司。手性
手性掺杂剂S5011和单体RM257对PSCLC电光特性的影响
CLC由于其独特的自组装螺旋超结构，在可见光谱中表现出鲜艳的结构色，这一现象归因于系统中分子取向向量沿螺旋轴的周期性和连续性扭转。CLC的选择性布拉格反射特性导致仅反射与液晶本身具有相同螺旋扭转方向的手性圆偏振光成分，而对相反扭转方向的圆偏振光表现出透明性
结论
本研究成功开发了一种集成PSCLC和PDLC的动态光学防伪器件，所制备的器件结合了PSCLC的布拉格反射特性和PDLC的电光响应特性。通过引入受控的手性掺杂剂扩散机制和功能颗粒的掺杂效应，实现了该器件中结构色和荧光色的多模态显示，克服了传统方法的局限性
CRediT作者贡献声明
卢银福：撰写——初稿，调查研究，资金获取。李英浩：撰写——初稿，形式分析，数据整理。赵阳：研究方法，数据整理。周子轩：研究方法，形式分析。白向天：研究方法。罗浩：调查研究。杨周：撰写——审阅与编辑，形式分析，数据整理。王东：撰写——审阅与编辑，可视化。赵玉珍：撰写——审阅与编辑，资源，调查研究，概念设计。
利益冲突声明
作者声明他们不存在已知的相互竞争的财务利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本文所报告的工作。
致谢
本研究得到陕西省教育厅自然科学基础研究计划（项目编号25JK0713，25JP195，25JP190）、西安市科技计划项目（编号24GXFW0091）以及陕西省青年创新团队的资助。
卢银福|李英浩|赵阳|周子轩|白向天|罗浩|杨周|王东|赵玉珍
