许建雄教授课题组《Materials Chemistry Frontiers》：用于智能防伪的琼脂/碳点交联聚丙烯酰胺双网络水凝胶，具有坚固、自愈合和刺激-响应荧光特性
防伪是一个重要的民生问题，因为假冒伪劣产品的泛滥会对财产安全、社会稳定甚至人类健康造成危害。过去几十年来，人们在开发先进防伪技术方面做出了巨大努力。然而，目前的发光防伪技术主要是通过在纸张基底上印刷发光图案来开发的，而纸张基底在制造和使用过程中容易出现结构缺陷和机械损伤。基于此，从经济可持续发展的角度出发，先进的荧光防伪技术理念试图将信息加密到具有韧性、自愈性和刺激响应性的高分子材料上。湖南工业大学生命科学与化学学院许建雄教授课题组开发了一种荧光水凝胶（琼脂/PAM-PCD双网络水凝胶）。该水凝胶具有热可逆溶胶-凝胶转变特性、相互渗透的物理/化学交联双网络结构以及独特的荧光特性，同时具有优异的力学性能。相关成果“Agar/carbon dot crosslinked polyacrylamide double-network hydrogels with robustness, self-healing, and stimulus-response fluorescence for smart anti-counterfeiting”发表在2021年5月12日的Materials Chemistry Frontiers《材料化学前沿》期刊上。论文通讯作者是许建雄教授，第一作者是谢少文。
本工作首先利用CD表面的氨基与甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基团反应制备了具有下垂双键（PCD）的碳点。得到PCD后，将其加入含有琼脂、丙烯酰胺和光引发剂的水溶液中。随后，将反应溶液加热溶解琼脂，然后自然冷却，通过热诱导溶胶-凝胶转变形成第一个物理交联琼脂网。之后，凝胶中剩余的丙烯酰胺、PCD和光引发剂在紫外光下进行光聚合。在聚合过程中，PCD交联剂与聚合物框架发生共价交联，从而形成了PAM-PCD第二化学网络，并与第一物理网络相互渗透。
使用PCD作为交联剂和荧光团，通过加热-冷却-光聚合的一锅法制备韧性、荧光和自愈合琼脂/PAM-PCD DN 水凝胶的示意图，以及利用Fe3+离子打印荧光图案的策略。
得益于第一琼脂网络的热可逆溶胶-凝胶特性、相互渗透的物理和化学交联双网络结构以及PCD的荧光特性，所制备的琼脂/PAM-PCD DN 水凝胶具有坚固、自愈合和荧光特性。此外，由于PCD的Fe3+响应荧光特性，该水凝胶可用于制造光致发光和化学响应的防伪标签，同时还拥有优异的机械性能、抗拉伸性和自愈合能力，在构建智能防伪图案中的具有广阔应用。该策略为设计用于数据信息加密和保护的坚固、自愈合和刺激响应型荧光水凝胶开辟了一条新路。
该工作得到了国家科学基金（51874129）、湖南省科学基金（2019JJ60049）和湖南省教育厅科学研究基金（19B153、19B158和20B169）的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1039/D1QM00338K
