假冒伪劣行为是一项严重的全球性社会问题，每年给全球经济造成超过5000亿美元的损失。为保障经济安全并防止伪造信息引发的社会问题，各类防伪技术不断发展，主要包括二维信息（2D，如荧光图案、水印、二维码、条形码）和三维表面纹理（3D，如全息图和微结构编码）策略。然而，传统二维或三维技术单一功能限制了信息负载维度，仍存在被仿制的风险。虽有工作尝试将两者叠加，但是限于“按需耦合技术”缺乏，难以实现按需可控的耦合以及两者彼此独立的响应。然而，在自然界中，一些生物（如Tokay壁虎）可以有效整合2D颜色与3D结构实现高级伪装。因此，如何像自然界系统一样，可以实现2D和3D信息的按需编程以及彼此正交响应仍是一大挑战。

  据此，湖南科技大学陈建教授联合电子科技大学崔家喜教授等针对于目前2D/3D防伪技术不能按需耦合来提升信息加密以及防伪安全性这一问题，开发了一种利用自生长技术，巧妙地将各种防伪技术整合到一个系统进行高安全性信息加密以及防伪的策略。与以往的刺激响应防伪涂层相比，可编程2D/3D耦合响应涂层具有以下优点：1）响应的2D/3D信息可编程地耦合到自定义的位置; 2）耦合的响应2D和3D信息可以独立且可逆地切换; 3）生长诱导的自修复可以实现复杂的自定义3D结构的制备，用于高级防伪和信息加密。鉴于高荧光对比度，响应性，和优异的可逆性等优良特性，该响应性涂层在多级防伪和信息加密的高安全性方面得到了展示，表明该策略为多模式防伪和加密材料的开发提供了一种新思路。

  2025年12月23日，相关工作以Self-growth of programmable 2D/3D-coupling responsive coating for anti-counterfeiting and encryption为题发表在Nature Communications上。湖南科技大学化学化工学院王宏博士和已毕业硕士研究生邓海涛为共同第一作者，文章的通讯作者为湖南科技大学化学化工学院陈建教授和电子科技大学基础与前沿研究院崔家喜教授，第一单位为湖南科技大学，同时该工作还得到了广东工业大学陈旭东教授、湖南科技大学周智华教授、湖南工程学院黄富华博士等合作者的支持与帮助。

图1. 可编程2D/3D耦合响应涂层自生长的概念和制备。

图2. 3D结构的时间控制生长

图3. 3D结构的空间控制生长。

图4. 光致2D可逆信息与力和热致3D可逆信息的耦合。

图5. 耦合2D/3D信息的正交响应性

图6. 防伪涂层的生长诱导愈合性能

图7. 响应性涂层应用于2D/3D多级防伪标签的演示模型

  以上研究工作得到了国家自然科学基金项目(52403266、52273206)、国家重点研发计划项目（2023YFB3812403）、中国博士后科学基金会（2024M760887）、湖湘高层次人才项目（2022RC4039）资助。

  原文链接：Hong Wang, Haitao Deng, Junyi Chen, Yong Tian, Fuhua Huang, Yi Zhao, Zhihua Zhou, Jiaxi Cui*, Jian Chen*, Xudong Chen, Self-growth of programmable 2D/3D-coupling responsive coating for anti-counterfeiting and encryption, Nat. Commun., 2025, DOI: 10.1038/s41467-025-67742-0.

  https://www.nature.com/articles/s41467-025-67742-0

通讯作者简介：

  陈建，博士，教授，博士生导师，湖南科技大学湘江学者，湖南省杰出青年科学基金获得者，湖南省普通高校青年骨干教师，湖南省121创新人才，中国化学会高级会员。曾获2021年湖南省自然科学二等奖和2011年全国优秀博士学位论文提名奖等。近年来，先后共主持包括国家自然科学基金青年和面上项目等各类课题10余项等。以第一作者或通讯作者在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Mater. Horiz.、Small、Macromolecules、Chem. Commun.等国内外杂志上发表SCI论文80余篇，授权发明专利30余项。