微尺度激光发射因其特征丰富的光谱和对周围环境的高灵敏度而成为一种很有前途的信息编码和防伪方法。与人造材料相比，天然响应性生物材料能够实现更高水平的复杂性和多种方式来定制光学响应。然而，用生物分子精确控制激光波长和空间位置仍然是一个巨大的挑战。
图1 a) 通过将酶响应水凝胶液滴夹在由两个镜子形成的 FP 腔中的生物控制水凝胶激光器的示意图。b) 示意图显示了使用水凝胶阵列实现激光编码。底部明场图像显示喷墨打印的 PAAm 水凝胶阵列。c) 原始液滴的激光光谱。d) 膨胀水凝胶液滴的激光光谱。
最近，科研人员开发了一种Bio可编程激光器，其中激光可以通过纳米级的Bio分子活动来控制。通过利用 Fabry-Pérot 微腔中酶响应水凝胶液滴的膨胀特性来实现可调谐激光波长。实验和理论方法都表明，水凝胶液滴的内部 3D 网络结构和外部曲率导致不同的激光阈值和共振波长。最后，展示了不同可扩展性和环境下的喷墨打印多波长激光编码和防伪。高光谱激光图像被用作更高级别的安全性的高级功能。Bio编码激光将为Bio合成和Bio可编程激光设备的开发提供新的见解，为安全通信和智能传感提供新的机会。
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相关论文以题为Enzyme-Programmable Microgel Lasers for Information Encoding and Anti-Counterfeiting发表在《Advanced Materials》期刊上。通讯作者是新加坡南洋理工大学Yu-Cheng Chen博士。
参考文献：
doi.org/10.1002/adma.202270075
doi.org/10.1002/adma.202107809