【摘要】
隨著資訊科技的不斷進步，對材料資訊儲存能力的要求越來越高。但是，資訊程式碼資料通常只儲存一條資訊。為了提高其儲存能力，製備了具有不同熒光顏色的聚集誘導發射（AIE）超分子粘性水凝膠，並使用“Codes in Code”方法來證明其對大量資訊的儲存能力。
圖1 PVA、AIE-R、AIE-Y 和 AIE-B 的化學結構，以及分別與 AIE-R、AIE-Y 和 AIE-B 混合製備的水凝膠 G1、G2、G3 和 G4 的卡通圖。
製備了四種不同熒光顏色的聚乙烯醇（PVA）超分子水凝膠；基於水凝膠表面的氫鍵，這些水凝膠可以組裝成水凝膠G5，在紫外光照射下顯示多種熒光顏色。當許多一維條碼圖案或/和二維碼圖案被整合到G5中時，不僅可以儲存一種3D資訊，而且可以儲存大量的一維或/和二維資訊。因此，“Codes in Code”方法所準備的資訊碼可以儲存大量的資訊。
【主圖導讀】
圖2 a) 透過 G1、G2、G3 和 G4 的介面超分子組裝形成 G5 的卡通圖。b) 透過將一維條碼圖案合併到 G5 中形成的 G6、G7 和 G8 的卡通表示。c) G9、G10 和 G11 的卡通表示，透過將 2D 程式碼模式合併到 G5 中形成。d) G12 和 G13 的卡通表示，透過將一維條碼和二維碼圖案合併到 G5 中形成。
圖3 a-d) 拉伸過程的照片，e) 應力-應變曲線，f) 斷裂應力，和 g) 水凝膠 G1-G2、G1-G3、G2-G3 和 G1-G2-G3 的斷裂應變。
圖4 a) 卡通圖和 b) G5 的介面超分子組裝、旋轉和轉移過程的照片。
圖5 a,b) G6 在自然光 (a) 和紫外光 (b) 下的資訊掃描過程照片。
圖8 a,b) G10 在自然光 (a) 和紫外光 (b) 下的資訊掃描過程照片。
圖9 a,b) G12 在自然光 (a) 和紫外光 (b) 下的資訊掃描過程照片。
【總結】
團隊分別製備了四種 AIE 超分子水凝膠，由 PVA 與不同的熒光分子自組裝而成。由於PVA鏈上有大量羥基，PVA可以透過形成分子間氫鍵自組裝成水凝膠。內部的AIE分子由於在水凝膠中的運動受限，可以分別發出紅色、黃色和藍色的熒光色，使這些水凝膠具有相應的熒光色。存在於水凝膠表面的羥基作為驅動力使水凝膠單元相互粘附以形成穩定的組裝 G5。G5是一種3D色碼圖案，在紫外線的照射下顯示出多種熒光顏色，其儲存的資訊可以透過手機掃描出來。當引入一些條碼圖案時，G5可以實現一種3D資訊和大量1D資訊的儲存。除了條碼，團隊還可以在G5中引入多種二維碼模式，可以儲存一種3D資訊和豐富的2D資訊。而且，當一維條碼和二維碼型同時引入G5時，G5可以實現一種3D資訊的儲存以及大量的一維和二維資訊的儲存。因此，基於具有多種熒光顏色的AIE超分子粘性水凝膠，“Codes in Code”方法構建的資訊編碼材料可以儲存大量資訊。團隊預計，在不久的將來，資訊碼資料可以像硬碟一樣儲存無限量的資訊，造福商業、交通、海關、稅務、交通、郵政、工業生產等領域。
相關論文以題為Codes in Code: AIE Supramolecular Adhesive Hydrogels Store Huge Amounts of Information發表在《Advanced Materials》上。共同通訊作者分別是華中科技大學吉曉帆教授、香港中文大學（深圳）唐本忠院士。
參考文獻：
doi.org/10.1002/adma.202105418
