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稀土上转换发光纳米材料的防伪安全应用

王阳, 胡珀, 周帅, 傅佳骏

化学进展, 2021, 33(7): 1221-1237. DOI: 10.7536/PC200726

图2 共沉淀法、水热/溶剂热法和热分解法的装置图与合成流程图

本文的其它图/表

图1 简化后的上转换过程示意图:Ⅰ.激发态吸收,Ⅱ.连续能量传递,Ⅲ.合作上转换,Ⅳ.光子雪崩和Ⅴ.能量迁移辅助上转换。棕色实线、绿色实线、褐红色虚线和红色梯度实线分别表示吸收光子、激发、跃迁和辐射过程;Ⅵ. E $r 3 +$ 、T $m 3 +$ 和H $o 3 +$ 的能级跃迁谱图
表1 UCNPs的合成方法及其特点.
图3 (a)带有嵌入式信息“SDSM&T”的QR(快速响应)码^[75];(b)AFM纳米静电印刷过程的原理图、防伪二维码图案及厚度与光致发光强度关系图^[76];(c)在日光下的二维码和用980 nm激光束激发的二维码^[77];(d)丝网印刷图案用于人民币防伪应用^[78];(e)1550 nm激发下带有“西北大学”字样的印模^[79];(f)带有指纹的金-银复合膜在日光下,在980 nm激发下及放大后的图案^[80]
图4 (a)具有字符“USD”、“U”、“S”、“D”和“SD”的QR码的上转换图案^[81];(b)用RGB-UCNP油墨打印的多色二维码的上转换图案^[82];(c)开发的智能手机应用程序与上转换防伪二维码相结合的原理^[20];(d)通过低成本策略(旋涂、冲压和丝网印刷)制作的防伪标签,用于模切包装的安全应用^[1];(e)980 nm激光激发下在A4纸上用RGB-UCHMs墨水喷墨打印的图案的多功能光学显微照片^[83]
图5 (a)在弱荧光环境下,“IMT”学院徽标(13 mm×6 mm)的透明荧光标签的图案^[84];(b)调制功率快速扫描激光的平板显示板的概念与喷墨打印的荧光防伪图案^[85];(c)分别在室温和413 K下,980 nm激发在纸上用UCNPs油墨画的图案的相应数码显微照片^[87];(d)温度响应型防伪油墨打印的图案^[88];(e)日光下PMIU/PET膜上弯曲时的马赛克图案和防伪衣服图标^[89];(f)角度依赖性红外防伪成像^[90]
图6 (a)在不同强度的980 nm激光激励下,记录有无微珠覆盖的UCNP嵌入PDMS上转换膜的上转换发光图像^[91];(b)在脉冲激光激发下,用于防伪的NaYF₄∶Er/Tm@NaYF₄纳米晶的可调发光颜色照片^[92];(c)NaGdF₄∶Yb/Er@NaYF₄∶Yb@NaGdF₄∶Yb/Nd@NaYF₄@NaGdF₄∶Yb/Tm@NaYF₄的正交激发发射的防伪发光图像^[93];(d)纳米晶体/PDMS复合材料的全彩三维显示的演示^[94];(e)在808 nm激发和980 nm激发下的加密信息“8888”和“UCNPs-INK”的图像^[95];(f)Er和Tm@Tb@Y@Er@Nd@Y纳米颗粒分别在980 nm和808 nm稳态激发和时间门控状态下激发的伪彩上转换发光图像^[96];(g)三种情况下人民币中“100”的上转换发光图案的颜色变化^[97];(h)UCNPs物理混合的丝网印刷图案与应用于防止红酒仿冒的透明PVC自粘标签^[98]
图7 (a)透明膜上印有指纹的明场、上转换和下转换荧光图像^[99];(b)双模防伪:使用上转换荧光油墨打印的二维码和荧光油墨打印的“BEBC”符号^[100];(c)使用研究的Yb/Ho/Mn(上:HDU)和Yb/Er/Mn(下:FJNU)三掺杂荧光粉的双模发光标签照片^[101];(d)基于UCNPs/IPQDs组合的双模式防伪策略示意图。在近红外光和紫外光激发下显示了不同的图案^[102];(e)人民币中的“100”在低、高功率980 nm激光及365 nm紫外光激发下的照片^[103];(f)光刻过程的示意图,四叶幸运草防伪图案在980 nm、808 nm和254 nm激励下的光学显微照片和相应的发射光谱^[104];(g)在980 nm、800 nm和1530 nm激发下观察到的不同数字及颜色^[105]