萤火虫启发！复旦大学「国家杰青」团队最新Nature子刊！

第一作者：黄翰闻、Junying Yang

通讯作者：汪长春、徐明

通讯单位：复旦大学、上海交通大学

论文速览

材料中的信息指示在我们的日常生活中被广泛使用，光学编码材料由于易读取性和可调的光学特性，是理想的信息加载载体。然而，它们中的大多数只能指示一种类型的信息，无论是变化的还是不变的，都因为相互干扰而受限。

受到萤火虫的启发，作者介绍了一种无干扰双极信息指示系统，该系统能够通过白光激活，同时显示变化和不变化的信息。通过将光化学余辉材料整合到光子晶体矩阵中，利用剪切诱导有序技术（SIOT），可以高效制备大面积的光子晶体薄膜。

该系统利用白光的两种不同用途——由余辉材料和光子晶体分别实现的化学和物理利用，克服了相互干扰的限制，实现了变化信息和不变信息的指示。作为概念验证，该系统用于指示甲钴胺（一种光敏药物）的变化光降解水平和具有防伪功能的不变的固有药物信息，这是一种有希望的替代方法，可在常规测定方法不切实际的情况下立即确定药物的功效。

图文导读

图1：双极信息指示系统的概述

图2：双极信息指示系统的结构和光学特性。

图3：双极性信息指示系统指示变化信息的机制和特点

图4：基于SIOT的双极信息指示系统，为光敏药物定制的质量控制标记

总结展望

本文设计的双极信息指示系统能够无干扰地指示变化和不变化的信息，其巧妙地利用了白光的两种不同方式：由于底层不稳定的光化学余辉材料和稳定的光子晶体结构，分别进行了化学和物理利用。该系统具有高色彩可调性，其反射颜色和余辉发光颜色可以独立编程以指示不同的信息。研究发现，SIOT作为一种高通量组装技术，能够在10 s内将稳定单元和不稳定单元组装成光子结构。

作为概念验证，设计了一种用于光敏药物的质量控制标签，以指示药物的变化和不变信息。光化学余辉材料中的CU浓度可以任意调节，以指示任何特定光敏药物的白光照射程度。例如，低浓度的CU可用于匹配高光敏性的药物，而高浓度的CU可用于低光敏性的药物。

总之，作者设计了可定制的大规模生产平台，用于通过SIOT指示信息标记，能够支持不变化和变化信息的可定制显示，并且是在传统检测方法不切实际的家庭环境中即时确定药物效力的有前景的替代方案。

未来的研究可以集中在调整CU的分子结构以微调余辉材料的亮度和寿命，或开发与余辉材料相互作用以产生耦合光学效应的光子晶体矩阵，进一步提高信息指示的容量，并用于更高级的应用场景。

文献信息

标题：Firefly-inspired bipolar information indication system actuated by white light

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48473-0

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