Page 91 - 《精细化工》2021年第12期
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第 12 期 张 伟，等: 上转换发光材料在不同防伪领域的研究进展 ·2453·
息相关的食品、医药、货币等领域的假冒伪劣现象
层出不穷，屡禁不止。
在食品防伪方面，SANG 等 [46] 制备了一系列的
LiNbO 3 ∶RE（RE=Pr、Tm、Er 或 Yb），实现了 UCL、
下转换发光（DCL）、热致发光（ThL）、光激发发
光（PSL）、余晖发光（PersL）和力致发光（ML）6
种发光模式，并研制了一种多级防伪装置。如图 3A
所示，他们设计了兼具 UCL、DCL、ThL 和 PSL 4 图 3 食品 [46] （A）、饮料 [47] （B）、酒类 [49] （C）和药物 [50]
种发光模式的“兰州牛肉拉面”防伪商标，实现了 （D）的荧光防伪
Fig. 3 Fluorescent anti-counterfeiting of food [46] (A),
静态-动态的四模防伪，还赋予了食品新鲜度的可辨 beverage [47] (B), wine [49] (C) and drug [50] (D)
性，保护了消费者的权益。然而，该防伪商标整体
为肉眼可见的白色，容易被不法分子找到应对之策， 而在医药方面，YOU 等 [50] 也制备了具有 RGB
使其防伪效果大打折扣。因而，有研究者采用了隐 三色发光的 Er、Tm 和 Yb 掺杂 β-NaYF 4 并进行 PAA
蔽式防伪的策略。YANG 等 [47] 以水性聚氨酯（WPU） 改性以配制油墨，随后在药物胶囊表面印刷二维码
预聚体为配体，制备了 Er、Tm 和 Yb 掺杂的 标签，可以进行扫码识别，主要提供药物的基本说
β-NaYF 4 ，利用自交联 WPU 分散体进行包裹封装以 明、药物包装图片以及药物制造商的网站等相关信
配制油墨，并将文字和图案等印刷在纸上，用于饮 息，成功实现了防伪，如图 3D 所示。然而，该二
料外包装的标签防伪，如图 3B 所示。而 YAO 等 [48] 维码在印刷和利用软件读取时需将药物胶囊重新拆
将 Yb、Tm 和 Er 掺杂的 β-NaYF 4 与聚丙烯酸（PAA） 开压平，整个过程较为繁琐，而且很可能会污染药
混合配制成油墨，并旋涂在柔性的聚对苯二甲酸乙 物。此外，防伪油墨中所含有的稀土金属离子毒性
二醇酯（PET）膜上，发光的颜色和强度可以通过 比较大，将其直接印刷于药物胶囊表面很可能会导
改变外部刺激来调节，实现了产品外包装的防伪应 致食用后影响人们的身体健康。
用。随后，YAO 等 [49] 又在前期工作的基础上继续制 货币在生产生活中发挥了巨大作用，关乎国家
备了 Yb、Tm、Er 和 Nd 掺杂的核-壳-壳-壳结构的 的安全和稳定，因此其防伪要求很高。目前，货币
β-NaYF 4 ，其在 980 和 808 nm NIR 光辐照下均能实 上已经应用了诸多防伪技术，但从科学验证的角度
现发光。接下来，以这些 β-NaYF 4 和 PAA 溶液混合 出发，进行货币的荧光防伪应用还是具有研究意义
配制成油墨，将图案印刷在透明聚氯乙烯（PVC） 的。YAO 等 [51] 利用 NaYF 4 ∶Yb,Tm(Er、Eu)等实现
自粘标签贴上并粘贴于酒瓶的瓶身以用于实际的防 了对人民币百元纸钞上数字“100”的单模发光，虽
伪应用，如图 3C 所示，具有防伪效果。从某种程 过于简单，但仍具有一定的防伪效果，如图 4A 所
度上来说，肉眼不可见的防伪标签能够大大增加被 示。KUMAR 等 [52] 制备了可被 379、980 和 1550 nm
仿冒的难度和成本，从而有效提升其防伪效果。 激光多级激发的 Y 2 O 3 ∶Yb,Er。首先，在黑纸上印
刷人物肖像、字母和圆点以评价其防伪性能；随后，
在此基础上设计了一个现实可行的方案，实现了对
纸钞卢比的防伪，如图 4B 所示，结果表明，其在
荧光防伪中具有潜在的应用前景。除了货币之外，
银行支票也会被人们接触到，有防伪的需求，因而也展
开了相应的研究。如图 4C 所示，KEDAWAT 等 [53] 所制
备的 Zn 0.98Mn 0.02S@Gd 1.7Yb 0.2Er 0.1O 3@Fe 3 O 4 具有磁
性，且能够在 351 和 980 nm 激光辐照下实现双模发
光，因而相应的防伪油墨可以被用于银行支票（包
括：标识、磁性油墨字符识别代码等）以及智能标
签等，并且其中的账户号、取款银行代码、支票金
额等重要信息在经过加密之后可以利用检测器进行
验证，使得该防伪银行支票具备了不可复制的优点。
然而，需要特定设备才能对相关信息进行验证，因
此限制了其应用范围。
