科學網11月2日上海訊（記者黃辛）提起「隱形墨水」，人們首先會想到諜戰片裡用來傳遞情報的特工，用特殊的方式讓秘密消失或復原。然而傳統的隱形材料最大的缺點在於安全性不夠好。11月1日，國際學術期刊《自然-通訊》（Nature Communications）在線發表了上海交通大學環境科學與工程學院李良課題組的最新研究成果：一種基於金屬有機骨架（MOFs）的隱形墨水用於信息加密。
據悉，這一研究獲得了一種「新型隱形墨水」，可實現反覆加密、解密。在當今信息爆炸的時代，海量的信息、數據給人們的工作和生活提供了極大的便利，但也帶來了巨大的安全隱患。尤其是如何對機密信息進行安全地存儲和保護仍然是一項很大的挑戰。該研究通過化學反應和溶劑處理可以直接在MOFs中可逆地產生和淬滅螢光鈣鈦礦納米晶，從而可以實現機密信息的反覆存儲和保護應用。這是李良課題組在量子點研究領域又一創新性突破。
量子點穩定性試驗中的意外發現
量子點具有優異的光電性能，在照明、顯示、生命科學、太陽能電池等領域具有廣泛的應用前景。然而量子點的穩定性是影響其發展的關鍵因素之一。針對螢光量子點的穩定性問題，李良團隊在前期工作中提出了Al摻雜自鈍化量子點，和在「無水」環境對量子點進行二氧化矽、矽鋁複合氧化物包覆的方法，都取得了成功。課題組張從陽在進入李良實驗室攻讀博士之前，主要研究金屬-有機骨架（MOFs），原本是嘗試將MOFs對量子點進行包覆，從而提高其穩定性。然而實驗思路遇到瓶頸，在實驗過程中卻有了意外的收穫。他偶然發現將MOFs直接作為反應前體來同時提供金屬離子和限域模板，通過與滷化鹽反應，可以直接轉化產生強螢光的鈣鈦礦納米晶。意外的發現讓人驚喜，課題組也在思索，這種新的合成方法能如何運用呢？
帶著好奇和興趣深入探索
交叉學科背景讓科學起了奇妙的化學反應，起初只是一種簡單的合成方法，具體怎麼用還要用好奇和興趣繼續探索。李良長期從事半導體納米晶合成化學及半導體納米晶在新能源、照明顯示以及環境汙染物治理中應用的研究工作。他熟知，在信息安全領域，螢光染料、配合物、量子點等使用廣泛，它們主要運用在光、電、機械力等外界刺激下會發生螢光的變化實現光學信息的存儲和防偽等應用。但是大部分此類材料的缺點在於由於自身光學性能的原因，導致其安全保密性相對較低。李良大膽設想，新的合成方法也許能解決這個問題。用於轉化反應的MOFs本身無螢光也不吸收光，不受外界刺激（如光激發）的影響，很好地滿足了隱形性和安全性的要求。沿著這個思路，張從陽在後續實驗中利用噴墨印表機，在墨盒裡裝上了以MOFs前驅體配製的墨水進行列印，即將MOFs用作隱形墨水通過噴墨列印等印刷手段進行信息存儲和加密。由於MOFs良好的安全性能，所記錄的信息無法通過常規手段讀取出來。然後對其進行滷化鹽反應，MOFs中很快產生螢光鈣鈦礦納米晶，即完成信息讀取和解密過程。同時，由於鈣鈦礦材料的離子特性，在極性溶劑（如甲醇）處理之後，所產生的螢光鈣鈦礦納米晶可以很快淬滅，並直接可以再次用於新的轉化過程。
值得一提的是，由於MOFs具有很好的化學穩定性，直接用MOFs記錄的信息可以長期存儲，用來重複解密和加密。至此，新的加密解密隱形墨水正式宣告成功。