[发明专利]一种基于径向组装机制构筑的有机多色超异质结构、制备方法及在防伪标签中的应用

说明书

本发明提供一种基于径向组装机制构筑的有机多色超异质结构、制备方法及在防伪标签中的应用。本发明有机多色超异质结构为单模块异质结构或多模块集成超异质结构；所述单模块异质结构是以三(八羟基喹啉)铝(Alq₃)为主体，尼罗红(NR)为客体分子，通过π‑π相互作用构成；所述多模块集成超异质结构是由数个单模块异质结构经径向自组装而成。本发明通过简单、低成本的方法制备得到单模块有机多色异质结结构材料，然后通过定向组装构建多模块集成超异质结构材料。本发明制备的单模块异质结构为不同染色区间的红绿晶体，其可构成空间分辨光子条形码；本发明多模块集成超异质结构材料可应用于高编码容量的防伪光子条形码材料和器件。

技术领域

本发明涉及一种基于径向组装机制构筑的有机多色超异质结构、制备方法及在防伪标签中的应用，属于光学防伪器件技术领域。

背景技术

微纳光子学条形码因其在多重生物分析、商品追踪和信息安全方面的巨大潜力而备受关注。其中微纳多色发光异质结构因其可以容易地通过视觉可识别的图案来区分，因而在构建光子条形码领域展示出巨大的潜力。

与单个光子条形码相比，多个有机异质结构在外部刺激下能够在空间上进行定向组装，构筑由多个有机异质结构组成的超异质结构，从而使其在信息加密、编码容量和防伪方面具有广泛发展前景。目前，制备方法简便的一维微纳多色超异质结构很少有报道；晶体生长过程和主客体分子自组装中存在的结构复杂性的限制，在单一微观结构中构建具有丰富空间段的复杂层次异质结构是一个很大的挑战。这将导致高级条形码应用程序的编码容量受限，从而限制了它们作为高级安全标签的深度防伪应用。

有机分子具有高的光致发光量子产率、可调谐的光学性质和快速的光响应，其优异的柔韧性和可加工性为功能性光子器件的制备提供了极大的优势，从而为微纳多色条形码的制备提供了优异的体系。此外，有机结构中不同发光分子间的结合可以很容易地通过分子间相互作用进行组装，从而为单个有机异质结构的实现带来很大的灵活性。同时，有机材料的优异相容性使其能够制备异质微纳米结构，从而将不同的发光模块集成于微纳异质结构中。其中每个有机异质结构之间具有相似的配位化学性质和易识别的多色发射峰，能够建立起优异的多色异质发射的有机体系。因此，多段有机异质超结构将为有机超异质结构材料的功能导向结构提供一个全面的认识，并为制造可用于防伪标签的先进光子元件开辟了一条新的途径。

目前，基于有机多色超异质结构的光子防伪条形码材料和器件未见过多报道，为此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于径向组装机制构筑的有机多色超异质结构、制备方法及在防伪标签中的应用。本发明通过简单、低成本的方法制备得到单模块有机多色异质结结构材料，然后通过定向组装构建多模块集成超异质结构材料。其中的单模块有机多色异质结结构材料被精确定位、对齐和定向，呈现域控制的发射颜色和可识别图案，从而允许定义高编码容量光子条形码。本发明制备方法简单，成本低，所得器件性能优良，可在光通信、信息加密或高端防伪领域进行良好应用。

本发明的技术方案如下：

一种基于径向组装机制构筑的有机多色超异质结构，所述有机多色超异质结构为单模块异质结构或多模块集成超异质结构；所述单模块异质结构是以三(八羟基喹啉)铝(Alq₃)为主体，尼罗红(NR)为客体分子，通过π-π相互作用构成；所述多模块集成超异质结构是由数个单模块异质结构经径向自组装而成。

根据本发明，所述单模块异质结构的主体为三(八羟基喹啉)铝(Alq₃)，其具有较大的晶格间距特性。所述单模块异质结构的客体分子为尼罗红(NR)，与主体具有强烈的π-π相互作用。所述单模块异质结构的客体分子尼罗红(NR)具有合适的分子尺寸的特性，其分子尺寸小于主体的晶格间距。

根据本发明优选的，所述多模块集成超异质结构是由数量≥2的单模块异质结构自组装而成。