南開(kāi)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研獲新型光學(xué)"密碼鎖"
隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,人們對(duì)信息安全的需求日益增加。一系列防偽加密方法應(yīng)運(yùn)而生,如全息圖、激光燙印、水印、二維碼/條形碼、射頻識(shí)別標(biāo)簽、防偽油墨等。這些安全標(biāo)簽的防偽能力主要依賴(lài)于高技術(shù)壁壘和有限的制造材料。然而,由于加密方法的低的復(fù)雜性,高的可預(yù)測(cè)性,由確定性方法產(chǎn)生的傳統(tǒng)安全標(biāo)簽很容易被有動(dòng)機(jī)的偽造者復(fù)制和重新生成。開(kāi)發(fā)堅(jiān)不可摧和不可復(fù)制的防偽加密方法一直是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。 日前,南開(kāi)大學(xué)宋峰教授、馮鳴副教授團(tuán)隊(duì)基于石英玻璃中稀土離子的空間選擇性摻雜和仿生微紋理復(fù)制,構(gòu)筑了具有微結(jié)構(gòu)的物理不可復(fù)制熒光玻璃標(biāo)簽,通過(guò)多層信息加密和存儲(chǔ),給信息裝上“安全鎖”,取得了光學(xué)信息加密存儲(chǔ)領(lǐng)域重要進(jìn)展,相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。 這一成果最初的靈感,竟然源于一片葉子。 世界上沒(méi)有兩片完全相同的樹(shù)葉 長(zhǎng)期以來(lái),大自然為我們提供了豐富而寶貴的物質(zhì)資源和獨(dú)特的功能結(jié)構(gòu)。德國(guó)哲學(xué)家萊布尼茨說(shuō)過(guò):"世上沒(méi)有兩片完全相同的樹(shù)葉。" 一次偶然的情況下,南開(kāi)大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院團(tuán)隊(duì)的老師和同學(xué)們?cè)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=電子',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_9">電子顯微鏡下發(fā)現(xiàn),銀杏葉的表面猶如不規(guī)則起伏的山脈,而荷葉表面卻隨機(jī)分布著許多錐形的微塔。即使是同一片樹(shù)葉的不同部分也呈現(xiàn)著相似卻不完全相同的微結(jié)構(gòu)。這不就是天然的信息密鑰嗎? 由此為切入點(diǎn),團(tuán)隊(duì)引入了不可克隆函數(shù)的概念,利用紫外光固化二氧化硅納米復(fù)合物和天然葉片表面的微結(jié)構(gòu)信息,開(kāi)發(fā)了物理上不可復(fù)制的、具有仿生微結(jié)構(gòu)的熒光玻璃標(biāo)簽,實(shí)現(xiàn)了可選擇性地多級(jí)信息存儲(chǔ)加密。 圖1.(a,b)新鮮銀杏葉和荷葉的照片,(c,d)銀杏葉和荷葉表面,(e,f)使用銀杏葉和荷葉為模板制備的光固化納米復(fù)合膜,以及(g,h)對(duì)應(yīng)的加密介質(zhì)的掃描電子顯微鏡圖像。 基于玻璃基底的多維信息加密取得新突破 目前,光存儲(chǔ)技術(shù)以其巨大的存儲(chǔ)容量和低廉的成本成為信息存儲(chǔ)的新選擇。透明玻璃被認(rèn)為是三維光學(xué)信息存儲(chǔ)和多級(jí)加密的重要介質(zhì)。但由于受到玻璃硬度、脆性和熔化溫度的影響,基于玻璃基底的多維信息加密方法的發(fā)展仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。 團(tuán)隊(duì)研究首次在透明玻璃上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了稀土離子的空間選擇性摻雜和仿生微結(jié)構(gòu)復(fù)制,通過(guò)控制稀土離子的摻雜位置和種類(lèi),構(gòu)筑不可克隆微結(jié)構(gòu),選擇性地進(jìn)行多級(jí)信息加密。 研究團(tuán)隊(duì)以南開(kāi)大學(xué)校訓(xùn)和;諡橐患(jí)編碼信息,用波長(zhǎng)為254nm的紫外光照射,可以得到不同顏色的顯示圖案,圖案中,微小細(xì)節(jié)清晰可見(jiàn)。利用微結(jié)構(gòu)的隨機(jī)性設(shè)計(jì)了二級(jí)加密信息,搭建了交互式的智能認(rèn)證平臺(tái),便于對(duì)加密信息進(jìn)行提取和認(rèn)證。 |