[發明專利]一種基于徑向組裝機制構筑的有機多色超異質結構、制備方法及在防偽標簽中的應用

在審

• 申請號: 202211320433.6
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115627165A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 高振華;徐玉宇;楊碩;王子飛;王雪;孟憲賡
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C09K11/02;G09F3/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻龍

本發明提供一種基于徑向組裝機制構筑的有機多色超異質結構、制備方法及在防偽標簽中的應用。本發明有機多色超異質結構為單模塊異質結構或多模塊集成超異質結構；所述單模塊異質結構是以三(八羥基喹啉)鋁(Alq₃)為主體，尼羅紅(NR)為客體分子，通過π?π相互作用構成；所述多模塊集成超異質結構是由數個單模塊異質結構經徑向自組裝而成。本發明通過簡單、低成本的方法制備得到單模塊有機多色異質結結構材料，然后通過定向組裝構建多模塊集成超異質結構材料。本發明制備的單模塊異質結構為不同染色區間的紅綠晶體，其可構成空間分辨光子條形碼；本發明多模塊集成超異質結構材料可應用于高編碼容量的防偽光子條形碼材料和器件。

技術領域

本發明涉及一種基于徑向組裝機制構筑的有機多色超異質結構、制備方法及在防偽標簽中的應用，屬于光學防偽器件技術領域。

背景技術

微納光子學條形碼因其在多重生物分析、商品追蹤和信息安全方面的巨大潛力而備受關注。其中微納多色發光異質結構因其可以容易地通過視覺可識別的圖案來區分，因而在構建光子條形碼領域展示出巨大的潛力。

與單個光子條形碼相比，多個有機異質結構在外部刺激下能夠在空間上進行定向組裝，構筑由多個有機異質結構組成的超異質結構，從而使其在信息加密、編碼容量和防偽方面具有廣泛發展前景。目前，制備方法簡便的一維微納多色超異質結構很少有報道；晶體生長過程和主客體分子自組裝中存在的結構復雜性的限制，在單一微觀結構中構建具有豐富空間段的復雜層次異質結構是一個很大的挑戰。這將導致高級條形碼應用程序的編碼容量受限，從而限制了它們作為高級安全標簽的深度防偽應用。

有機分子具有高的光致發光量子產率、可調諧的光學性質和快速的光響應，其優異的柔韌性和可加工性為功能性光子器件的制備提供了極大的優勢，從而為微納多色條形碼的制備提供了優異的體系。此外，有機結構中不同發光分子間的結合可以很容易地通過分子間相互作用進行組裝，從而為單個有機異質結構的實現帶來很大的靈活性。同時，有機材料的優異相容性使其能夠制備異質微納米結構，從而將不同的發光模塊集成于微納異質結構中。其中每個有機異質結構之間具有相似的配位化學性質和易識別的多色發射峰，能夠建立起優異的多色異質發射的有機體系。因此，多段有機異質超結構將為有機超異質結構材料的功能導向結構提供一個全面的認識，并為制造可用于防偽標簽的先進光子元件開辟了一條新的途徑。

目前，基于有機多色超異質結構的光子防偽條形碼材料和器件未見過多報道，為此，提出本發明。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于徑向組裝機制構筑的有機多色超異質結構、制備方法及在防偽標簽中的應用。本發明通過簡單、低成本的方法制備得到單模塊有機多色異質結結構材料，然后通過定向組裝構建多模塊集成超異質結構材料。其中的單模塊有機多色異質結結構材料被精確定位、對齊和定向，呈現域控制的發射顏色和可識別圖案，從而允許定義高編碼容量光子條形碼。本發明制備方法簡單，成本低，所得器件性能優良，可在光通信、信息加密或高端防偽領域進行良好應用。

本發明的技術方案如下：

一種基于徑向組裝機制構筑的有機多色超異質結構，所述有機多色超異質結構為單模塊異質結構或多模塊集成超異質結構；所述單模塊異質結構是以三(八羥基喹啉)鋁(Alq₃)為主體，尼羅紅(NR)為客體分子，通過π-π相互作用構成；所述多模塊集成超異質結構是由數個單模塊異質結構經徑向自組裝而成。

根據本發明，所述單模塊異質結構的主體為三(八羥基喹啉)鋁(Alq₃)，其具有較大的晶格間距特性。所述單模塊異質結構的客體分子為尼羅紅(NR)，與主體具有強烈的π-π相互作用。所述單模塊異質結構的客體分子尼羅紅(NR)具有合適的分子尺寸的特性，其分子尺寸小于主體的晶格間距。

根據本發明優選的，所述多模塊集成超異質結構是由數量≥2的單模塊異質結構自組裝而成。