一種基于晶態(tài)納米纖維素的圓偏振發(fā)光材料、制備方法及其在防偽上的應(yīng)用，屬于圓偏振發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)光材料是一種復(fù)合膜，是通過晶態(tài)納米纖維素和熒光客體復(fù)合來獲得圓偏振發(fā)光。復(fù)合膜分為兩種，一是內(nèi)復(fù)合膜，通過晶態(tài)納米纖維素與熒光客體共組裝形成的膜，其可以實現(xiàn)右旋的圓偏振發(fā)光；二是外復(fù)合膜，通過晶態(tài)納米纖維素自組裝成膜后與熒光客體的外部復(fù)合得到，其可以實現(xiàn)左旋和右旋兩種手性的圓偏振發(fā)光。基于晶態(tài)納米纖維素復(fù)合膜產(chǎn)生的圓偏振發(fā)光具有較大的g因子，晶態(tài)納米纖維素膜容易圖案化，引入手性的圓偏振發(fā)光識別，使其有防偽功能，并且防偽能力更加高級，難以造假，技術(shù)先進。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圓偏振發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于晶態(tài)納米纖維素的圓偏振發(fā)光材料、制備方法及其在防偽上的應(yīng)用。

背景技術(shù)

圓偏振光一直受到人們的關(guān)注，它包含更豐富的光信息，具有高的光學(xué)敏感性和光學(xué)分辨率等獨特的性質(zhì)，所以它在3D光學(xué)顯示、圓偏振光信息加密、生物編碼、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲和光學(xué)器件等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。在自然界中，某些動物利用圓偏振光作為交流的語言來實現(xiàn)性信號傳播和領(lǐng)土防御等功能。圓偏振光分為被動型圓偏振光和主動型圓偏振光。也就是說，被動型的圓偏振光是非發(fā)射型的，是把非圓偏振光拆分成左或右圓偏振光。主動型的圓偏振光是圓偏振的光致發(fā)光，在外場(如光、電、化學(xué)等)的刺激下產(chǎn)生不同強度的左右旋圓偏振發(fā)射從而展現(xiàn)出手性的圓偏振光。圓偏振光的強度用不對稱因子g來表示。

螺旋的雙折射層和有序排列的圓二色分子通過共振散射來產(chǎn)生圓偏振光是圓偏振光材料的基礎(chǔ)。在實驗室中，一種產(chǎn)生圓偏振發(fā)光的策略是在發(fā)光聚合物中摻雜手性分子，手性分子作為誘導(dǎo)劑使聚合物螺旋定向排列。但是這種策略產(chǎn)生的圓偏振光具有較小的g因子，并且熒光常常會因為聚集誘導(dǎo)猝滅而使熒光量子產(chǎn)率較低。另一種產(chǎn)生圓偏振發(fā)光的策略是非手性的熒光基團通過超分子自組裝的方式排列成手性螺旋結(jié)構(gòu)，但這種方式產(chǎn)生的圓偏光的g因子也很小。除此之外，鑭系配合物也是常見的圓偏振發(fā)光材料，手性鑭系配合物產(chǎn)生的圓偏振光的g因子一般在0.1-0.4之間，但是鑭系配合物有一定的毒性，這極大地限制了其發(fā)展和應(yīng)用。Pollmann et al(Phys.Chem.1976,103,295.)首次提出了通過封裝熒光團在手型液晶中來產(chǎn)生圓偏振發(fā)光，首次證明手性液晶可以用于圓偏振光材料，但遺憾的是其手性方向不可控制。我們都知道，手性液晶體可以用作圓偏振光的材料，目前手型液晶體對于圓偏振光的調(diào)節(jié)能力包括手性光的方向，波長的控制和光子禁帶的效應(yīng)還沒有被探究過。另外，用廉價且可大規(guī)模生產(chǎn)的方法來合理的設(shè)計、制備具有較高的g因子、可控波長和手性的圓偏振發(fā)光材料目前還是很缺乏的。更重要的是將圓偏振光用于防偽目前還沒有被報道。

晶態(tài)納米纖維素是一種可再生的環(huán)境友好型物質(zhì)，它具有獨特的光學(xué)、電磁和壓電性質(zhì)。它可以通過硫酸水解纖維而得到酸化的晶態(tài)納米纖維素。晶態(tài)納米纖維素是高度結(jié)晶的具有高的比表面積的納米棒，在水溶液中達到一定的臨界濃度會自組裝成左旋的液晶結(jié)構(gòu)。這種手性自組裝的結(jié)構(gòu)在水分揮發(fā)干了的時候會保持其結(jié)構(gòu)形成彩虹色的光子晶體膜。這種光子晶體膜具有手性和光子晶體的雙重性質(zhì)，它的特有的性質(zhì)使晶態(tài)納米纖維素可以用在各向異性選擇催化，手性光學(xué)材料和生物功能復(fù)合材料上。

到目前為止，基于晶態(tài)納米纖維素的手性圓偏振發(fā)光的性質(zhì)還沒有被開發(fā)過。我們通過晶態(tài)納米纖維素與客體熒光分子復(fù)合的方法制備了基于晶態(tài)納米纖維素的圓偏振發(fā)光膜，通過晶態(tài)納米纖維素與熒光客體內(nèi)部復(fù)合可以獲得右旋的圓偏振發(fā)光，通過晶態(tài)納米纖維素與熒光客體外部復(fù)合可以獲得左旋和右旋兩種手性的圓偏振發(fā)光。基于晶態(tài)納米纖維素的手性圓偏振光具有較高的g因子，并且這種基于晶態(tài)納米纖維素的圓偏振發(fā)光展示了在防偽上面前景的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于晶態(tài)納米纖維素的圓偏振發(fā)光材料，本發(fā)明的另一目的在于提供這種基于晶態(tài)納米纖維素的圓偏振發(fā)光材料在防偽上的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：