記者9月11日從中國科大獲悉，近年來，如何在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的物理世界與數(shù)字世界交互，是智能物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)與未來信息安全領(lǐng)域亟需解決的核心問題。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)莊濤濤教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一類基于新型手性限域組裝材料的圓偏振發(fā)光映射器，能夠在環(huán)境串?dāng)_影響下實(shí)現(xiàn)高可靠度的物理-數(shù)字鏈接。相關(guān)成果以“Chiral　spin　constrained　assemblies　for　polarized　optical　mapping”為題發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。

　　傳統(tǒng)的光學(xué)識別和編碼主要依賴光的強(qiáng)度和波長，在實(shí)際環(huán)境中容易受到雜散光和環(huán)境光的干擾，存在信息識別準(zhǔn)確度下降、編碼容量受限等問題。圓偏振光因其在自然界中無相同背景光源，具有顯著的抗干擾優(yōu)勢。與傳統(tǒng)光學(xué)編碼方法相比，圓偏振光能夠提供偏振態(tài)這一更高維度的編碼能力，有效提高信號的清晰度與可靠性。然而，要制備兼具高圓偏振發(fā)光性能、穩(wěn)定性以及可加工性的材料體系，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用，仍然是該領(lǐng)域面臨的一個重要挑戰(zhàn)。

　　為解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了原位固化螺旋組裝策略，結(jié)合開發(fā)的自動化合成與實(shí)時監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)了新型手性限域組裝材料的普適制備。該類材料在紫外光誘導(dǎo)聚合后形成穩(wěn)固的分子螺旋排列微球，展現(xiàn)出優(yōu)異的手性光學(xué)性能和良好的可加工性。研究人員將合成的材料在基質(zhì)中隨機(jī)分布，構(gòu)筑了一系列偏振光學(xué)映射器，用于唯一、可靠的信息識別與認(rèn)證。結(jié)果表明，器件展現(xiàn)出接近理論極限的比特均勻性、唯一性和可靠性，在遠(yuǎn)場與近場條件下均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定識別和信息認(rèn)證。特別是由于引入了圓偏振發(fā)射，其編碼容量較傳統(tǒng)光學(xué)映射大幅提升，增強(qiáng)了抵御暴力破解、建模攻擊等外部威脅的能力。

　　該類映射器可以直接在木材、曲面金屬甚至芯片等表面集成，實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境中的遠(yuǎn)程識別-近場認(rèn)證。相關(guān)材料和器件在智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和信息安全等領(lǐng)域展示出應(yīng)用潛力，有望為未來構(gòu)建高度安全、低干擾的人機(jī)交互與物理-數(shù)字耦合提供新范式。

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)系博士生張銘江、博士后趙珊珊和少年班學(xué)院本科生李金彤為文章的共同第一作者，我校莊濤濤教授為通訊作者。（記者　汪喬）