DOI: 10.1021/acs.analchem.9b01936

传统的指纹通常是通过在纸上按下着墨的手指来获得的。墨水会污染手指，更重要的是，这些指纹是可见的并且能够被影印。为了开发一种用于指纹记录和文件安全的智能膜，将碳量子点（CQDs）-Eu（III）的微棒组件嵌入电纺纳米纤维（NFs）膜中。该膜在紫外线辐射下具有强的红色发射，这是由于聚集而诱导的德克斯特能量从CQDs转移到Eu（III）离子而引起的。手指触摸后，可以在膜上记录清晰的蓝色发射指纹，因为通过汗腺分泌的磷酸盐（Pi）阻止了固态德克斯特能量转移，从而恢复了CQDs的紫外线辐射蓝色发射。膜上的基于Pi的指纹在日光下不可见并且无法被影印，这大大提高了指纹的安全性，并且还具有通过指纹分析识别被触摸的人的能力，从而表明智能纳米纤维膜可用于指纹防伪和证件防伪。

图1 CQDs-Eu（III）微棒的形貌和荧光特性。（a）CQD的TEM图像。（b）CQDs溶液在紫外线下的照片。（c）CQD的HRTEM图像。它们的晶格间距为0.21nm，其由石墨烯（100）的面内晶格间距组成。比例尺，0.5 nm。（d）CQDs-Eu（III）微棒的SEM图像。（e）在紫外光下微棒溶液的照片。（f）大量微棒的SEM图像。比例尺，4μm。（g-h）CQDs-Eu（III）微棒的蓝色和红色荧光图像（激发：360-380 nm，比例尺：4μm）。（i）蓝色气泡是CQDs-Eu（III）微棒中CQDs的荧光衰减，黑色气泡是CQDs-Eu（III）微棒中CQDs的衰减。 （λex＝ 380nm，λem＝ 425nm）。微棒中CQDs和CQDs的荧光寿命分别为9.6 ns和3.7 ns。（j）CQDs-Eu（III）微棒光致发光过程中的德克斯特能量转移途径。

图2 CQDs-Eu（III）微棒的Pi感测能力。（a）加入Pi后CQDs-Eu（III）微棒溶液的荧光。Pi从左到右的浓度分别为0、10、20、30、40和50μM。（b）具有不同Pi浓度的CQDs-Eu（III）微棒的荧光光谱。（c）荧光强度比F425 / F613与Pi浓度的线性关系。（d）在20μM Pi中孵育的拆卸的CQDs-Eu（III）微棒的HRTEM图像。（e）绿框的放大图像，显示分散的CQDs和松散组装的结构。

图3 PVA /微棒电纺NFs膜在Pi感测中的应用。（a-f）暴露于Pi后的PVA /微棒电纺NFs膜。 Pi从左到右的浓度分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0 mM。（g）PVA /微棒电纺纳米纤维的荧光图像和亮光图像的合并图像。（h）PVA /微棒静电纺丝NFs的SEM图像。显然，微棒嵌入在PVA中。（i）暴露于Pi后的PVA /微棒电纺纳米纤维的SEM图像。（j）暴露于Pi后的PVA /微棒静电纺丝NFs的荧光图像和亮光图像的合并图像。（k）通过Matlab 8.5分析，暴露于不同浓度的Pi后，条带数字图像的荧光RGB百分比演变。（l）由IBM SPSS Statistics 22分析，暴露于不同浓度的Pi后，从条带数字图像中对RGB参数进行第一成分PC1分析。

图4 PVA /微棒电纺NFs膜的安全性应用。（a-b）手指触摸前，PVA /微棒NFs膜上的小猫图片的日光和荧光图像。用华为智能手机在紫外光（365 nm）下记录膜的荧光图像。（c-d）手指触摸后，小猫在PVA /微棒NFs膜上的亮光和荧光图像。比例尺，1.0厘米。（e）佳能相机（EOS 77D）记录的放大指纹。比例尺，0.2厘米。（f）蓝色框的放大图像，显示2级细节，包括交叉（1），终端（2），分叉（3）和岛（4），以及3级细节（2、3和4中的孔）。