[发明专利]一种具有多重防伪模式的物理不可克隆性结构色防伪标签

说明书

本发明公开了一种具有多重防伪模式的物理不可克隆性结构色防伪标签。由具有无序光学结构的图案化面层、遇水变透明白色中间层和黑色背景底层构成。无序光学结构面层对光的非相干散射引起的白色与白色中间层相匹配，无序光学结构面层被隐藏；防伪标签遇水中，白色中间层变透明，黑色底层对光的均匀吸收，提高了结构色面层的色彩饱和度，结构色面层图案显现。这便实现了肉眼可视的第一重隐形防伪模式。结构色面层遇水后，其反射光谱发生红移，从而实现第二重光谱防伪模式。无序光学结构中单分散微球的随机排列具有物理不可克隆的属性，可以借助人工智能对其进行识别，实现第三重物理不可克隆防伪模式。

技术领域

本发明涉及一种基于结构色的防伪标签，特别涉具有多重防伪模式的物理不可克隆性结构色防伪标签，属于防伪材料、结构色材料技术领域。

背景技术

假冒伪劣是一个全球性的问题，不仅造成巨大的经济损失，还给个人、企业甚至整个社会带来巨大危害。虽然，大量的先进防伪技术被开发，如荧光、热致变色、等离子体光学、水印及激光全息图案等，但是，全球范围内由于假冒伪劣造成的经济损失仍然在快速增长。因此，亟需发展一种更为先进、高效、便携的防伪技术以扭转增长态势。一种理想的防伪策略应该具有以下特点，造价便宜、环保、可批量生产、非破坏性识别、简便，最重要的是标签本身不可以被物理克隆。

结构色是由亚微米尺度特殊物理结构对光的作用引起的，其较荧光分子、量子点或等离子光学材料相比，具有永不褪色、绿色环保、无序借助设备即可肉眼识别的先天性优势。因此，科学们开发出了大量的基于结构色彩虹色效应和随外界刺激色彩智能可调性质的防伪技术（Y. Heo, H. Kang, J. S. Lee, Y. K. Oh, S. H. Kim, Small 2016, 12,3819；S. L. Wu, B. Q. Liu, X. Su, S. F. Zhang, J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8,2835；K. Zhong, J. Li, L. Liu, S. Van Cleuvenbergen, K. Song, K. Clays, Adv.Mater. 2018, 30, e1707246；R. Y. Xuan, J. P. Ge, J. Mater. Chem. 2012, 22,367；H. Hu, Q.-W. Chen, J. Tang, X.-Y. Hu, X.-H. Zhou, J. Mater. Chem. 2012,22, 11048）。然而，引起彩虹色的长程有序周期性结构仍然存在被假冒者进行物理克隆的可能性。

相反，引起非彩虹色结构色的无序光学结构，由于其中单分散亚微米粒子的随机排列（Y. F. Zhang, B. Q. Dong, A. Chen, X. H. Liu, L. Shi, J. Zi, Adv. Mater.2015, 27, 4719；J. M. Zhou, P. Han, M. J. Liu, H. Y. Zhou, Y. X. Zhang, J. K.Jiang, P. Liu, Y. Wei, Y. L. Song, X. Yao, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56,10462；D. Ge, E. Lee, L. Yang, Y. Cho, M. Li, D. S. Gianola, S. Yang, Adv.Mater. 2015, 27, 2489；Y. X. Zhang, P. Han, H. Y. Zhou, N. Wu, Y. Wei, X. Yao,J. M. Zhou, Y. L. Song, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1802585； Y. Takeoka, S.Yoshioka, A. Takano, S. Arai, K. Nueangnoraj, H. Nishihara, M. Teshima, Y.Ohtsuka, T. Seki, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7261.），则具有物理不可克隆属性。然而其弱的不引人注目的非彩虹色结构色彩使得人们一直忽视了其在防伪领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多重防伪模式的物理不可克隆性结构色防伪标签。