近日，鄭州大學物理學院金剛石光電材料與器件團隊在金剛石基柔性物理不可克隆函數方面取得了重要進展，相關結果以題為“Flexible and Biocompatible Physical Unclonable Function Anti-Counterfeiting Label”發表在國際知名期刊《Advanced Functional Materials》，論文第一作者為物理學院碩士研究生胡宴偉和中國工程物理研究院成都微太中心張泰平，通訊作者為物理學院劉凱凱副教授、董林教授和單崇新教授。

        物理不可克隆函數（PUF）是指利用物質內在的物理構造來對其進行唯一性標識，輸入任意激勵都會輸出一個唯一且不可預測的響應的技術，近年來已經發展成為一種可靠的認證和防偽系統。在眾多類型的PUF中，光學PUF由于其制備簡單、方便、非接觸式的讀取（光學）、響應速度快等優點，得到了人們廣泛的關注和研究。然而，大多數光學PUFs是剛性的，不具有良好的生物相容性和柔性，不能應用于表面復雜的產品，限制了其應用。

        金剛石具有最高的硬度，長期以來作為超硬材料在磨具磨料磨削等領域得到了廣泛的應用。但是，除了硬度高之外，金剛石還具有半導體性質優異、生物兼容性好、聲學傳輸速度高、光學透過范圍廣、傳熱性能好等優異性質，在半導體光電器件、熱傳導、光學窗口等領域具有廣泛而重要的應用前景。

        基于此，物理學院研究人員利用微納米金剛石良好的生物兼容性、較強的Raman信號、穩定性好，以及可以大面積旋涂成膜等性質，通過將微納米金剛石嵌入到蠶絲蛋白膜中制備了柔性PUF防偽標簽，實現了在復雜環境中的防偽應用。蠶絲蛋白膜的柔韌性、金剛石極高的穩定性及其隨機分布特性保證PUFs防偽標簽的性能，實現了2¹⁰⁰⁰⁰的最大編碼能力。細胞毒性分析結果也驗證了PUFs防偽標簽具有良好的生物兼容性。制備的微納米金剛石基柔性PUF標簽為PUF防偽系統提供了更加豐富的使用場景，并為PUF標簽在生物防偽領域提供了可能。

        該工作得到了中國國家自然科學基金、中國博士后等項目的支持。

        文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202102108