近日，我院金刚石光电材料与器件团队在金刚石基柔性物理不可克隆函数方面取得了重要进展，相关结果以题为“Flexible and Biocompatible Physical Unclonable Function Anti-Counterfeiting Label”发表在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》，论文第一作者为我院硕士研究生胡宴伟和中国工程物理研究院成都微太中心张泰平，通讯作者为我院刘凯凯副教授、董林教授和单崇新教授。

物理不可克隆函数（PUF）是指利用物质内在的物理构造来对其进行唯一性标识，输入任意激励都会输出一个唯一且不可预测的响应的技术，近年来已经发展成为一种可靠的认证和防伪系统。在众多类型的PUF中，光学PUF由于其制备简单、方便、非接触式的读取（光学）、响应速度快等优点，得到了人们广泛的关注和研究。然而，大多数光学PUFs是刚性的，不具有良好的生物相容性和柔性，不能应用于表面复杂的产品，限制了其应用。金刚石具有最高的硬度，长期以来作为超硬材料在磨具磨料磨削等领域得到了广泛的应用。但是，除了硬度高之外，金刚石还具有半导体性质优异、生物兼容性好、声学传输速度高、光学透过范围广、传热性能好等优异性质，在半导体光电器件、热传导、光学窗口等领域具有广泛而重要的应用前景。

基于此，我院研究人员利用微纳米金刚石良好的生物兼容性、较强的Raman信号、稳定性好，以及可以大面积旋涂成膜等性质，通过将微纳米金刚石嵌入到蚕丝蛋白膜中制备了柔性PUF防伪标签，实现了在复杂环境中的防伪应用。蚕丝蛋白膜的柔韧性、金刚石极高的稳定性及其随机分布特性保证PUFs防伪标签的性能，实现了2¹⁰⁰⁰⁰的最大编码能力。细胞毒性分析结果也验证了PUFs防伪标签具有良好的生物兼容性。制备的微纳米金刚石基柔性PUF标签为PUF防伪系统提供了更加丰富的使用场景，并为PUF标签在生物防伪领域提供了可能。

该工作得到了中国国家自然科学基金、中国博士后等项目的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202102108

图1.金刚石基柔性PUFs防伪标签制备示意图

图2.不同像素的PUFs防伪标签的拉曼强度及编码能力