假冒和不合格的高端皮革產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,并損害了整個(gè)皮革行業(yè)的聲譽(yù)。由于安全水平有限,目前的防偽措施往往容易受到攻擊。物理不可克隆函數(shù)(PUF)被認(rèn)為是防止假冒的最優(yōu)策略。皮革具有隨機(jī)的毛孔結(jié)構(gòu)和紋理圖案,是光學(xué)PUF的理想基底。本研究介紹了一種由皮革和熒光鈣鈦礦量子點(diǎn)構(gòu)筑的光學(xué)PUF器件。沿皮革紋理分布而分布的熒光強(qiáng)度為挑戰(zhàn)-響應(yīng)對(duì)提供了參數(shù)支持。結(jié)合自定義圖標(biāo)模式,實(shí)現(xiàn)了皮革基光學(xué)PUF的分層驗(yàn)證。該熒光皮革不僅可用于皮革制品的原位防偽,為實(shí)現(xiàn)皮革的高安全性防偽提供了思路;同時(shí)也可作為高端制品的包裝材料,拓展了光學(xué)PUF的應(yīng)用場(chǎng)景。
本文亮點(diǎn)
1.利用生物基材料的不可克隆結(jié)構(gòu)制備了一種柔性光學(xué)PUF。
2.無鉛鈣鈦礦量子點(diǎn)增強(qiáng)了PUF紋理之間的光強(qiáng)對(duì)比度。
3.蓖麻油同時(shí)作為溶劑和配體,避免了有機(jī)溶劑的使用,也提高了PQDs的穩(wěn)定性和光學(xué)性能。
圖1 (a)Steady-state absorption spectra of OA/Cs2AgBiBr6 QDs and CO/Cs2AgBiBr6 QDs. (b) steady-state PL spectra of OA/Cs2AgBiBr6 QDs and CO/Cs2AgBiBr6 QDs. (c) steady-state PL spectra of CO/Cs2AgBiBr6 QDs with different amount of CO. (d) PLQY of OA/Cs2AgBiBr6 QDs and CO/Cs2AgBiBr6 QDs. (e) Time-resolved PL decays of OA/Cs2AgBiBr6 QDs and CO/Cs2AgBiBr6 QDs. (f) Comparison of PL intensity at 0 days and 90 days of OA/Cs2AgBiBr6 QDs and CO/Cs2AgBiBr6 QDs. Insert: Photographs of OA/Cs2AgBiBr6 QDs and CO/Cs2AgBiBr6 QDs under ultraviolet (UV) lamp.
圖2 (a)Preparation scheme of leather-based optical PUF. b) SEM images and digital photos at UV condition of leather-based optical PUF. c) The corresponding EDS elemental maps of leather-based optical PUF. d) Fluorescent behaviors of leather-based optical PUF under UV light with 365 nm wavelength.
圖3 (a)Illustration of the “challenge” of leather-based optical PUF. (b) The bit uniformity of coding keys from leather-based optical PUF. (c) Distribution of normalized HD for intra-HD measured from 50 digital photos at the same position. (d) Distribution of normalized HD for inter-HD measured from 50 digital photos at the different positions. (e) The 2D pair inter-HD.
圖4 (a)Mechanical properties of leather and leather-based optical PUF. (b) Flexible characterization of leather-based optical PUF. (c-d) Stability of leather-based optical PUF. (e) Leather-based optical PUF (combining the nano flash process with a defined macroscopic pattern)
陜西科技大學(xué)呂斌/高黨鴿等人首次提出利用皮革不可克隆的混沌表面制備了具有優(yōu)異防偽能力和穩(wěn)定性的光學(xué)PUF,其中蓖麻油鈍化的Cs2AgBiBr6 QDs為發(fā)光物質(zhì)。CO/Cs2AgBiBr6 QDs具有極高的PL穩(wěn)定性,能夠在皮革紋理中隨機(jī)分布,保證了皮革基光學(xué)PUF的位均勻性、獨(dú)特性和可靠性。通過結(jié)合自定義圖標(biāo)模式和非均勻熒光強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)了光學(xué)PUF的多層級(jí)驗(yàn)證。柔性皮革基光學(xué)PUF為打擊假冒偽劣的高端產(chǎn)品提供了一種有效的防偽工藝。通訊作者為陜西科技大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院(柔性電子學(xué)院)呂斌教授和高黨鴿教授。碩士研究生歐陽楊為學(xué)生第一作者。該項(xiàng)工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(22178210)、陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(專項(xiàng)支持)(2023JC-XJ-12)、陜西省三秦人才專項(xiàng)支持計(jì)劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才的資助和支持。該工作以“Multilevel and Flexible Physical Unclonable Functions for High-end Leather Products or Packaging”為題發(fā)表在《SMALL》上。
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/smll.202408574
通訊作者簡介
呂斌
本文通訊作者
陜西科技大學(xué) 教授
主要研究方向
主要從事皮革化學(xué)品、油田化學(xué)品及柔性光熱轉(zhuǎn)換材料的研究
個(gè)人簡介
呂斌,教授,博導(dǎo),現(xiàn)任輕工科學(xué)與工程學(xué)院(柔性電子學(xué)院)院長兼黨委副書記,陜西省三秦英才特殊支持計(jì)劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才,陜西省創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才,陜西省青年科技新星,陜西省創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃—科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,兼任中國皮革協(xié)會(huì)第九屆理事會(huì)副理事長、科技委員會(huì)副主任等。以第一或通訊作者在Nano energy、Advanced Science、Small、Chemical Engineering Journal等國內(nèi)外權(quán)威期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文114篇,其中SCI 51篇;主持科研項(xiàng)目56項(xiàng),其中縱向項(xiàng)目16項(xiàng),橫向項(xiàng)目40項(xiàng);參編專著5部;以第一發(fā)明人授權(quán)國家發(fā)明專利42件,其中專利轉(zhuǎn)化或?qū)嵤┰S可11件;參與制(修)訂國家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。成果獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)(5/6)、國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)(5/10)、國家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)(8/11)、中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)(1/6)、陜西省高等學(xué)?茖W(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)(1/11),陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)(2/11)等省部級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)14項(xiàng)。
聯(lián)系方式:xianyanglvbin@163.com
高黨鴿
本文通訊作者
陜西科技大學(xué) 教授
研究方向
纖維表/界面功能化改性及性能,功能型高分子的設(shè)計(jì)合成及性能
個(gè)人簡介
高黨鴿,教授/博士生導(dǎo)師,美國加州大學(xué)圣克魯茲分校、英國諾丁漢大學(xué)訪問學(xué)者。入選國家級(jí)高層次青年人才,全國優(yōu)秀博士論文提名、教科文衛(wèi)體系統(tǒng)五一巾幗標(biāo)兵、陜西省杰出青年基金、陜西省“特支計(jì)劃”青年拔尖人才、陜西省中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、陜西省優(yōu)秀青年科技新星等獲得者,省級(jí)一流課程負(fù)責(zé)人。中國顆粒學(xué)會(huì)青年理事、中國皮革協(xié)會(huì)委員、國家級(jí)制鞋產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)委員、西安青年科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)理事、西安納米技術(shù)學(xué)會(huì)理事會(huì)理事,《中國皮革》編審、《皮革化學(xué)與工程》期刊編委等。主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目等科研項(xiàng)目19項(xiàng),企業(yè)合作項(xiàng)目17項(xiàng)。在Journal of Energy Chemistry、Small、Chemical Engineering Journal等發(fā)表論文140余篇,參編教材/專著5部;授權(quán)國家發(fā)明專利44件,其中轉(zhuǎn)讓13件;制(修)定國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)。多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,為社會(huì)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益?蒲谐晒@國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、教育部技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、陜西省教學(xué)成果特等獎(jiǎng)、陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、陜西高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究優(yōu)秀成果一等獎(jiǎng)等。
聯(lián)系方式:dangge2000@126.com
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