傳統信息存儲材料(如形狀記憶聚合物、相變材料)依賴外部刺激觸發固定響應,缺乏生物系統中動態“記憶-遺忘”的自適應能力。人腦通過快速編碼與緩慢遺忘的動力學差異實現高效信息處理,但如何在人工材料中模擬這一非平衡過程仍極具挑戰。近年來,水凝膠因其軟物質特性與生物相容性,在柔性電子、傳感器和光學加密領域備受關注,但其動態響應與自修復功能的結合仍待突破。
受人類大腦動態記憶機制的啟發,河北科技大學余旭東教授團隊開發了一種基于銪離子(Eu3+)的智能金屬凝膠材料,通過電化學刺激與擴散動力學的協同作用,實現了熒光顏色從藍色到紅色的可逆時空調控,并展現出仿生“記憶-遺忘”行為。該材料結合聚丙烯酸(PAA)與吡啶衍生物的酸堿響應特性,通過電解水生成氫氣觸發β-二酮配體結構轉變,進而調控Eu3+的熒光發射。實驗表明,材料的熒光強度與消失時間可通過電壓、組分比例和網絡結構精準調節,為多級信息加密、動態自擦除和可編程防偽提供了創新解決方案。該工作以“A Universal Strategy for Reversible and Spatiotemporal Electrofluorochromism of Eu3+ Metallogels Driven by Cooperative Chemical Reactions with Biomimetic Information “Memorizing-forgetting” Behavior”為題目發表于《Small》上。
材料設計與關鍵創新
圖2 基于非平衡過程設計的顯示信息遺忘功能的記憶材料
應用前景:動態信息加密與防偽
圖5 基于FTO導電玻璃來控制信息加密時間的使用不同吡啶化合物的信息加密系統
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/smll.202501058
- 電子科大王東升/鄭永豪課題組 AFM:基于DASAs和SPs的光編程加密 2024-02-28