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  假冒偽劣行為是一項(xiàng)嚴(yán)重的全球性社會問題，每年給全球經(jīng)濟(jì)造成超過5000億美元的損失。為保障經(jīng)濟(jì)安全并防止偽造信息引發(fā)的社會問題，各類防偽技術(shù)不斷發(fā)展，主要包括二維信息（2D，如熒光圖案、水印、二維碼、條形碼）和三維表面紋理（3D，如全息圖和微結(jié)構(gòu)編碼）策略。然而，傳統(tǒng)二維或三維技術(shù)單一功能限制了信息負(fù)載維度，仍存在被仿制的風(fēng)險(xiǎn)。雖有工作嘗試將兩者疊加，但是限于“按需耦合技術(shù)”缺乏，難以實(shí)現(xiàn)按需可控的耦合以及兩者彼此獨(dú)立的響應(yīng)。然而，在自然界中，一些生物（如Tokay壁虎）可以有效整合2D顏色與3D結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高級偽裝。因此，如何像自然界系統(tǒng)一樣，可以實(shí)現(xiàn)2D和3D信息的按需編程以及彼此正交響應(yīng)仍是一大挑戰(zhàn)。

  據(jù)此，湖南科技大學(xué)陳建教授聯(lián)合電子科技大學(xué)崔家喜教授等針對于目前2D/3D防偽技術(shù)不能按需耦合來提升信息加密以及防偽安全性這一問題，開發(fā)了一種利用自生長技術(shù)，巧妙地將各種防偽技術(shù)整合到一個系統(tǒng)進(jìn)行高安全性信息加密以及防偽的策略。與以往的刺激響應(yīng)防偽涂層相比，可編程2D/3D耦合響應(yīng)涂層具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）響應(yīng)的2D/3D信息可編程地耦合到自定義的位置; 2）耦合的響應(yīng)2D和3D信息可以獨(dú)立且可逆地切換; 3）生長誘導(dǎo)的自修復(fù)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自定義3D結(jié)構(gòu)的制備，用于高級防偽和信息加密。鑒于高熒光對比度，響應(yīng)性，和優(yōu)異的可逆性等優(yōu)良特性，該響應(yīng)性涂層在多級防偽和信息加密的高安全性方面得到了展示，表明該策略為多模式防偽和加密材料的開發(fā)提供了一種新思路。

  2025年12月23日，相關(guān)工作以Self-growth of programmable 2D/3D-coupling responsive coating for anti-counterfeiting and encryption為題發(fā)表在Nature Communications上。湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王宏博士和已畢業(yè)碩士研究生鄧海濤為共同第一作者，文章的通訊作者為湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院陳建教授和電子科技大學(xué)基礎(chǔ)與前沿研究院崔家喜教授，第一單位為湖南科技大學(xué)，同時該工作還得到了廣東工業(yè)大學(xué)陳旭東教授、湖南科技大學(xué)周智華教授、湖南工程學(xué)院黃富華博士等合作者的支持與幫助。

圖1. 可編程2D/3D耦合響應(yīng)涂層自生長的概念和制備。

圖2. 3D結(jié)構(gòu)的時間控制生長

圖3. 3D結(jié)構(gòu)的空間控制生長。

圖4. 光致2D可逆信息與力和熱致3D可逆信息的耦合。

圖5. 耦合2D/3D信息的正交響應(yīng)性

圖6. 防偽涂層的生長誘導(dǎo)愈合性能

圖7. 響應(yīng)性涂層應(yīng)用于2D/3D多級防偽標(biāo)簽的演示模型

  以上研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(52403266、52273206)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023YFB3812403）、中國博士后科學(xué)基金會（2024M760887）、湖湘高層次人才項(xiàng)目（2022RC4039）資助。

  原文鏈接：Hong Wang, Haitao Deng, Junyi Chen, Yong Tian, Fuhua Huang, Yi Zhao, Zhihua Zhou, Jiaxi Cui*, Jian Chen*, Xudong Chen, Self-growth of programmable 2D/3D-coupling responsive coating for anti-counterfeiting and encryption, Nat. Commun., 2025, DOI: 10.1038/s41467-025-67742-0.

  https://www.nature.com/articles/s41467-025-67742-0

通訊作者簡介：

  陳建，博士，教授，博士生導(dǎo)師，湖南科技大學(xué)湘江學(xué)者，湖南省杰出青年科學(xué)基金獲得者，湖南省普通高校青年骨干教師，湖南省121創(chuàng)新人才，中國化學(xué)會高級會員。曾獲2021年湖南省自然科學(xué)二等獎和2011年全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎等。近年來，先后共主持包括國家自然科學(xué)基金青年和面上項(xiàng)目等各類課題10余項(xiàng)等。以第一作者或通訊作者在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Mater. Horiz.、Small、Macromolecules、Chem. Commun.等國內(nèi)外雜志上發(fā)表SCI論文80余篇，授權(quán)發(fā)明專利30余項(xiàng)。