郭良洽课题组在二维纳米材料方面取得重要研究进展

   该课题组利用水溶性的碳化氮量子点作为隐形荧光墨水应用于信息编码、加密和解密的研究,相关研究成果发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition, 2016, DOI: 10.1002/anie.201510945),并且该工作被编辑部以 Chemistry Views(http://www.chemistryviews.org/details/ezine/8857351/High-Tech_Invisible_Ink.html)进行宣传报道。

   刺激响应发光材料常作为荧光墨水应用于各种信息加密、储存和防伪。然而,在自然光下或者在紫外灯、可见光、红外光的照射下,这些信息无法隐形,信息的加密安全性受到挑战。该课题组的研究人员制备了中心发光波长在紫外区(368 nm)并且发光波长与激发波长无关的碳化氮量子点溶液,该溶液接近无色透明,并且酸化后的碳化氮量子点基本不发荧光。基于这一发现,他们利用该碳化氮量子点作为隐形荧光墨水,很好地解决了上述这一问题。将该隐形荧光墨水在纸上对信息进行编码,在自然光下或在常用的紫外灯(254 nm 365 nm)照射下所编码的信息是隐形的。然而,通过荧光多孔板阅读器可以快速扫描纸的荧光信号,通过设定荧光阈值(作为解码钥匙)来区分纸的背景荧光和墨水荧光,从而对信息进行解码。有意思的是,该课题组还利用草酸和碳酸氢钠分别作为加密剂和解密剂对所编码的信息进一步加密和解密。而且,加密和解密过程可以循环重复进行。相比传统的荧光墨水相比,利用该隐形荧光墨水对信息进行编码,不仅保密效果更好,信息更加安全可靠,而且所用到的碳化氮量子点、加密剂和解密剂容易获取、价格低廉、环境友好。因此,该隐形荧光墨水将为信息防伪、存储和密码通信等领域开辟一条康庄大道。

1. 信息编码、读取、加密和解密过程

除上述进展外,该课题组还发现石墨相碳化氮MoS2、WS2等二维纳米材料具有类似辣根过氧化物酶的催化活性,并成功地应用于血清中葡萄糖的可视化检测Nanoscale, 2014, 6(20), 11856-11862;Biosensors and Bioelectronics, 2014, 62, 302-307;Biosensors and Bioelectronics, 2014, 59, 89-93;发明专利:ZL201410034751.5,ZL 2014 1 0035356.9,ZL 2014 1 0034574.0)。此外,该课题组还首次在Fe3O4磁性纳米颗粒表面上原位生长MoS2纳米片制备了具有类花瓣状的Fe3O4@MoS2核壳结构磁性纳米材料,并成功应用于催化对硝基苯酚生成对氨基苯酚的经典反应(The Journal of Physical Chemistry C, 2015, 119 (24),13658-13664),该成果还被X-MOL化学资讯平台推广介绍(http://www.xmol.com/news/671)。

 

这些研究工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、福建省高等学校新世纪优秀人才支持计划以及福建省科技计划的资助。

 

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