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省科学院生物工程所研制出集光致发光、防潮疏水、防污自清洁于一体的多功能防伪纸

来源: 时间:2021-03-09

  防伪纸作为常见的防伪技术产品之一,由于其良好的防伪造和反复制的特性,可用于钞票、有价证券、证明、证件、商标、产品包装等相关领域,具有使用方便、易于辨识等优点。但是现有的防伪纸大多数是在纸张抄造过程中加入功能改性后的合成纤维,经后续压榨、干燥制备得到的。选用的合成纤维主要是以聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚酯纤维等为原料,在化纤制造过程中加入荧光性功能物质制备得到的。制备方法大多工艺比较繁琐复杂、对设备要求比较高。并且由于合成纤维与植物纤维之间的性质差异,防伪纸的抄造性能不好。  

  为解决上述问题,近日广东省科学院生物工程研究所生态环境材料团队研制出一种有望应用于防伪领域的新型功能纸。该研究通过在植物纤维表面原位接枝稀土纳米晶及二氧化钛纳米粒子,抄造成纸后经长碳链硅烷偶联剂表面修饰,即可实现集荧光防伪、防潮疏水以及防污自清洁于一体的新型功能纸。该功能纸在可见光下呈现白色,具有良好的柔韧性和可加工性。在特定的紫外光照射下,可以呈现出不同颜色的发光,并且通过调节接枝到纤维中稀土离子的种类和比例,可实现发光颜色和发光强度的调控。此外,经纳米二氧化钛以及长碳链硅烷偶联剂表面修饰后,纤维表面形成一层类似“荷叶效应”的空间疏水层,这种在空间形成的疏水层不仅可以让稀土纳米晶之间保持一定空间距离,降低聚集性荧光猝灭现象,还可以提高功能纸在高湿环境中的稳定性,有利于功能纸发光效率和结构稳定性的提升。有望作为新型功能纸应用于防伪印钞、有价证券、防伪证件、防伪标签以及防伪包装等领域。

  

图1(a)

图1(b)

  图1 图(a)和图(b)分为LaF3:Eu3+和LaF3:Tb3+掺杂纤维素激发光谱和发射光谱图(插图为改性纤维素在紫外光下光学图片)

 

  

  图2 所制备功能纸在可见光及365nm紫外光辐射下光学图片(A:a-d);以及防污自清洁视频截图(B:a1-a4,b1-b4).  

  相关研究成果Facile Fabrication of Superhydrophobic and Photoluminescent TEMPO-Oxidized Cellulose-Based Paper for Anticounterfeiting发表于《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》。  

  论文链接:https://doi/10.1021/acssuschemeng.0c01559  

  

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