[发明专利]一种手性-浸润性双重响应防伪薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种手性‑浸润性双重响应防伪薄膜及其制备方法和应用。防伪薄膜为三层结构，其中第一层为手性光子晶体薄膜层，第二层为去偏振光基底层，第三层为手性光子晶体薄膜层，其中所述手性光子晶体薄膜层通过将纤维素纳米晶纤维自组装的手性光子晶体薄膜浸泡在单体分子、交联剂和引发剂的混合溶液中光照聚合得到，所述单体分子为1‑乙烯基‑3乙基咪唑溴盐。本发明的手性‑浸润性双重响应防伪薄膜，具有手性光子晶体和浸润性双层防伪响应，解决了现有材料响应灵敏度低，信息易破解的问题。且本发明的手性‑浸润性双重响应防伪薄膜不含任何化学染料成分，不会褪色，具有环境友好性和良好的隐形再现可逆性以及高灵敏度。

技术领域

本发明涉及防伪材料技术领域，更具体地，涉及一种手性-浸润性双重响应防伪薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

在信息社会中，信息的安全传输依赖于网络信息加密技术。但是在算力更加先进的大型计算机普及面前，信息的安全运输也存在被破解的风险，尤其在货币伪造，假冒伪劣药物伪造，高端消费品伪造等领域，造成了极大的财产损失。因此，防伪不仅需要在法律上提供法律制度保障，更需要在技术上有所突破和创新。

目前，国内市场上成熟且大规模应用的防伪技术是包括全息防伪在内的物理防伪技术，存在设备要求高等问题。传统化学防伪手段存在颜色染料污染，光漂白，加密方式容易破解等问题。

光子晶体，作为一种无毒，无化学染料的颜色材料，正好解决了此问题。刺激响应光学材料由于能够感知材料微环境变化并以预先设计的方式产生光学信号的响应而备受关注，具有响应速度快、响应幅度可调，颜色变化肉眼可察等优点，通过选择合适的响应材料基底，可以实现对湿度、温度、离子强度、拉力等的光学响应。一般的光学响应方式为波长的红移或者蓝移，且响应很少体现在光的手性变化。例如N-异丙基丙烯酰胺是一种常见的温敏材料，通过将其浸润在三维聚苯乙烯光子晶体中聚合，可以实现对温度敏感，且随着温度升高，溶胀导致肉眼可观察到的反射波长红移。

CN110540666A公开了一种晶体纳米纤维素基双圆偏振光/荧光薄膜材料、制备方法及其防伪标识中的应用，晶体纳米纤维素基双圆偏振光/荧光薄膜材料的制备步骤如下：(1)取15～22g纤维素在35～55℃下与200～300mL、质量分数50～70％的硫酸水溶液混合后搅拌60～120min进行水解反应，随后用去离子水终止反应，所得溶液静置后倒掉上清液，余下产物用去离子水离心洗涤3～5次后，将所得溶液用去离子水透析至pH＝6～7，从而得到晶态纳米纤维素胶体溶液；(2)将步骤(1)得到的晶态纳米纤维素胶体溶液稀释或浓缩至质量分数4～14％，取稀释或浓缩后的晶态纳米纤维素胶体溶液1～4mL，与0～200μL、质量分数0.1～10.6％的荧光客体溶液混合搅拌1.5～3.0h，得到均一稳定的混合溶液；然后在4～80℃蒸发条件下共组装，待水分蒸发后得到晶态纳米纤维素基双圆偏振光/荧光薄膜材料。其主要是通过晶态纳米纤维素胶体与荧光客体自组装一步制备晶态纳米纤维素基双圆偏振光/荧光薄膜材料，主要是改进了材料的制备方法，更加简便，成本低，且可得到不同的圆偏振光学图案，实现更高级别的防伪。但是上述防伪材料还只是利用单一的光响应来实现防伪，并未实现对微环境的快速响应，多重响应结合以达到更优的防伪效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有现有防伪材料的防伪效果不佳，不能实现多重响应防伪的缺陷和不足，提供一种手性-浸润性双重响应防伪薄膜，防伪薄膜具有三层结构，利用第三层的局部亲疏水差异引发的浸润性差异制备图案信息，同时利用第一层的纤维素纳米晶光子晶体的手性光学特性来达到不同手性入射光，实现浸润性图案的可视化响应，具有浸润性和手性双层防伪效果。

本发明的另一目的在于提供一种手性-浸润性双重响应防伪薄膜的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种手性-浸润性双重响应防伪薄膜在制备防伪标识、传感材料和刺激响应材料中的应用。

本发明的再一目的在于提供一种手性-浸润性双重响应防伪标识。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：