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成果简介

基于物理不可克隆功能 (PUF) 的标签已被证明是一些最有效的防伪策略。然而，开发价格低廉、制造简单、易于认证的基于PUF的防伪标签仍然具有挑战性。本文，福州大学陈新副教授、郑远辉教授团队在《ACS Appl. Nano Mater.》期刊发表名为“Carbon Nitride Nanosheet-Based Photochromic Physical Unclonable Functions for Anticounterfeiting Applications”的论文，研究通过将高度结晶的氮化碳 (HCCN) 颗粒随机分散在聚醋酸乙烯酯 (PVAc) 中制备光致变色 PUF 标签。源自光致变色的 PVAc/HCCN 薄膜的颜色被用作第一层安全性，这是通过肉眼验证的。光致变色区域（即PUF）内随机分布的HCCN颗粒的图案被用作第二层安全性。PUF 可以通过任何配备便携式物镜的智能手机读取，然后通过计算机视觉技术自动进行验证。

图文导读

图1. (a) XRD图案和 (b) BCN 和 HCCN 的 FTIR 光谱。(c) BCN 和 HCCN 的 (d) C 1s、(e) N1s 和 (f) K2p 的调查扫描和精细扫描的 XPS 结果。

图2.纳米片状CN薄膜的光致变色机理与设计图示

图3、(a) HCCN 基薄膜的颜色切换。从左到右，PVAc 和 HCCN 之间具有三种不同质量比的薄膜代表三种光致变色状态及其三种不同颜色的外观。(b) 在颜色转换的前 20 个循环中薄膜的吸收变化。(c) 室温下紫外线照射后 HCCN-Y、HCCN-G 和 HCCN-B 薄膜的吸收光谱。

图4. (a) 紫外线照射停止后的无偏置电流测试。(b) EPR 在黑暗环境中记录的 HCCN-Y 和 HCCN-B 态的 HCCN 薄膜的(b) 不成对电子和 (c) DMPO- • O 2 -和 (d) DMPO- • OH 物质。

图5、基于计算机视觉技术的防伪标签解码机制

小结

总之，我们开发了一种新型的具有高安全性的基于HCCN纳米片的光致变色PUF标签。这种光致变色现象被用作第一层安全保护，肉眼很容易验证。PVAc 薄膜中 HCCN 颗粒的随机分布提供了第二层安全性，并且可以通过手机使用计算机视觉技术进行身份验证。本工作展示的基于HCCN纳米片的光致变色PUF标签提供了一种新的光学防伪方法，开辟了CN材料的新应用。

文献：

https://doi.org/10.1021/acsanm.2c03055

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