基于纤维素纳米晶的绿色多维光学标签

瞿文雨1，汪书杰1，汪涛1，闵书强1，王瑜1，乔文2，陆延青1（1南京大学现代工程与应用科学学院；2苏州大学光电信息科学与工程学院）

摘要：为应对现有光学标签对石化资源依赖及制备工艺复杂等挑战，开发了一种基于生物质材料的绿色、多维信息光学标签体系。通过耦合深度氧化与超声解离策略，制备出2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化的纤维素纳米晶（TEMPO-CNCs），并以其作为绿色构筑基元，有效克服了传统纤维素纳米纤维（CNF）因网络缠结而难以微纳加工的局限。在此基础上，采用软光刻技术，在常温常压下实现了对亚微米级光栅与全息结构的高精度、低成本转印。所构建的光学标签集成了角度依赖的近场结构色与远场全息投影功能，实现了多维光学响应。在应用层面，展示了该标签在信息防伪加密方面的应用潜力。通过与二维码技术耦合实现了初级的安全认证；进一步创新性地引入数独逻辑加密机制，构建了视觉识别-逻辑解密-信息提取的三级加密体系。本研究不仅证实了TEMPO-CNCs 作为高精度光学基元材料的可行性，还为新一代绿色智能光学标签的开发提供了新思路。

关键词：结构色；全息；微纳压印；纤维素纳米晶；光学标签