荧光碳量子点及其在防伪中的应用

摘要

假冒已成为一个日益严重的全球性问题,因此防伪技术具有十分重要的社会安全意义。使用荧光防伪安全油墨是一种重要的防伪手段。有机染料、共轭聚合物点、半导体量子点和稀土掺杂发光纳米材料是用来制备荧光防伪安全油墨的常用材料,但它们都具有一定的局限性,如有机染料受其光稳定性差和斯托克斯位移小的限制、聚合物点制备工艺复杂且价格昂贵等。碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)作为一种新型的碳基荧光纳米材料,具有成本低、易制备、荧光稳定性良好和毒性低等优点,是防伪领域最具发展前景的发光纳米材料之一。近年来,CQDs在防伪应用中的研究相继涌出。目前,关于CQDs在防伪方面的主要应用方式是制作快干荧光油墨和具有特定图案或二维码的防伪标签。CQDs具有荧光、上转换发光和磷光等不同的发射模式。因此,为了更好地将CQDs用于防伪的安全标记,可以采用双模发射或三模发射等较难复制的手段,并结合光学耦合和编码等先进的加密手段。本文首先详细介绍了CQDs的分类、光学性质和荧光机制;其次,简要介绍了CQDs的合成和改性方法,常用的三种改性方法为表面功能化、掺杂及与其他材料复合;最后,重点归纳了CQDs在防伪中的应用,并对其未来在防伪领域的发展方向进行了展望。