港大伙中科院首创 可调控仿生双色点 有助信息加密应用

经由充分运用双水相（ATPS）液滴蒸发诱导的液-液相分离，以及单一粒径的纳米粒子，即可组装仿生双色点。

(原新闻稿已于9月14日发布)

于自然界中，许多生物体逐渐演化出带有两种结构色的斑点，譬如Papilio Palinurus蝴蝶，其翅膀表面的绿色色调乃从微米尺度的蓝黄双色斑点所构成（图1）。这种双色斑点有助生物体在自然界更善于伪装隐藏，更有效传递信息和更灵活调节体温。因此，模效双色生物斑点作参照标准，被广泛视为新型功能材料设计的灵感来源，能启迪信息存储及传递等工业智慧落地应用。然而，尽管人们对于模仿生物双色斑点满怀热忱，其构建方法目前仍受限于复杂多变的加工过程、价格昂贵的精密仪器，以及需配合多项特殊设计的组装单元等。

近日，香港大学（港大）研究人员于仿生双色点的流程制备取得突破性进展。研究团队由港大机械工程系岑浩璋教授率领，伙拍来自中国科学院化学研究所绿色印刷实验室的宋延林研究员和李会增副研究员，提案以单元一步法，单一组装并构筑不同纳米结构，从而产生双结构色的首创策略。相关论文已于《Nano Letters》期刊发表，标题为「One-Pot Self-Assembly of Dual-Color Domes Using Mono-Sized Silica Nanoparticles」。

研究团队发现双水相体系（ATPS）液滴蒸发可自动触发液 - 液相分离，滴内溶质会选择性富集到其中一相（Nature Communication：https://www.nature.com/articles/s41467-021-23410-7 ）。经由充分运用ATPS分相后溶质的单相富集，以及液滴蒸发过程产生的内流，研究人员发现单粒径的纳米粒子会不均匀地分散到两相中，随后自组装成具有不同晶格常数的光子晶体，进而产生两种不同的结构色。该生成颜色会随着纳米粒子浓度值而相应改变，因此具有强效调控性。由于这种双色信息具备调节功能，研究团队在此基础上，设计出一种具备高储存密度及加密强度的密码，揭示仿生双色点于信息存储、讯息加密，以及通路传递等方面的潜在应用需求。

这项研究的重要性不仅限于创新的仿生双色点组装技术，更为构筑非均相纳米结构垦辟了创新思路。 与此同时，从研究作业于液滴蒸发诱导溶质不均匀组装的层面来看，研究结果有助加深公众对背后物理意义的理解，对于驱动复杂艰深的非均相微纳结构的自组装灵感创意，赋有深远意义。

已于《Nano Letters》期刊发表，标题为「One-Pot Self-Assembly of Dual-Color Domes Using Mono-Sized Silica Nanoparticles」的论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c01090.