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螢火蟲啟發(fā)！復(fù)旦大學(xué)「國家杰青」團隊最新Nature子刊！

第一作者：黃翰聞、Junying Yang

通訊作者：汪長春、徐明

通訊單位：復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)

論文速覽

材料中的信息指示在我們的日常生活中被廣泛使用，光學(xué)編碼材料由于易讀取性和可調(diào)的光學(xué)特性，是理想的信息加載載體。然而，它們中的大多數(shù)只能指示一種類型的信息，無論是變化的還是不變的，都因為相互干擾而受限。

受到螢火蟲的啟發(fā)，作者介紹了一種無干擾雙極信息指示系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過白光激活，同時顯示變化和不變化的信息。通過將光化學(xué)余輝材料整合到光子晶體矩陣中，利用剪切誘導(dǎo)有序技術(shù)（SIOT），可以高效制備大面積的光子晶體薄膜。

該系統(tǒng)利用白光的兩種不同用途——由余輝材料和光子晶體分別實現(xiàn)的化學(xué)和物理利用，克服了相互干擾的限制，實現(xiàn)了變化信息和不變信息的指示。作為概念驗證，該系統(tǒng)用于指示甲鈷胺（一種光敏藥物）的變化光降解水平和具有防偽功能的不變的固有藥物信息，這是一種有希望的替代方法，可在常規(guī)測定方法不切實際的情況下立即確定藥物的功效。

圖文導(dǎo)讀

圖1：雙極信息指示系統(tǒng)的概述

圖2：雙極信息指示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性。

圖3：雙極性信息指示系統(tǒng)指示變化信息的機制和特點

圖4：基于SIOT的雙極信息指示系統(tǒng)，為光敏藥物定制的質(zhì)量控制標(biāo)記

總結(jié)展望

本文設(shè)計的雙極信息指示系統(tǒng)能夠無干擾地指示變化和不變化的信息，其巧妙地利用了白光的兩種不同方式：由于底層不穩(wěn)定的光化學(xué)余輝材料和穩(wěn)定的光子晶體結(jié)構(gòu)，分別進行了化學(xué)和物理利用。該系統(tǒng)具有高色彩可調(diào)性，其反射顏色和余輝發(fā)光顏色可以獨立編程以指示不同的信息。研究發(fā)現(xiàn)，SIOT作為一種高通量組裝技術(shù)，能夠在10 s內(nèi)將穩(wěn)定單元和不穩(wěn)定單元組裝成光子結(jié)構(gòu)。

作為概念驗證，設(shè)計了一種用于光敏藥物的質(zhì)量控制標(biāo)簽，以指示藥物的變化和不變信息。光化學(xué)余輝材料中的CU濃度可以任意調(diào)節(jié)，以指示任何特定光敏藥物的白光照射程度。例如，低濃度的CU可用于匹配高光敏性的藥物，而高濃度的CU可用于低光敏性的藥物。

總之，作者設(shè)計了可定制的大規(guī)模生產(chǎn)平臺，用于通過SIOT指示信息標(biāo)記，能夠支持不變化和變化信息的可定制顯示，并且是在傳統(tǒng)檢測方法不切實際的家庭環(huán)境中即時確定藥物效力的有前景的替代方案。

未來的研究可以集中在調(diào)整CU的分子結(jié)構(gòu)以微調(diào)余輝材料的亮度和壽命，或開發(fā)與余輝材料相互作用以產(chǎn)生耦合光學(xué)效應(yīng)的光子晶體矩陣，進一步提高信息指示的容量，并用于更高級的應(yīng)用場景。

文獻信息

標(biāo)題：Firefly-inspired bipolar information indication system actuated by white light

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48473-0

原創(chuàng)文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/05/14/6a492ea529/

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