荧光纳米材料的合成和研究一直是工业界特别关注的研究领域之一。高分子基体的共轭化合物,能够实现高亮度,光谱可调,低生物毒性和高生物相容性能等优点,所以本课题选择这一材料进行研究。聚苯乙烯(PS)荧光微球是一种性能优良的新型功能材料,可以通过一系列的功能化反应赋予微球光学特性和化学稳定性。这使得PS荧光纳米颗粒具有一些独特的识别性能。PS荧光微球在信息识别领域有着越来越广泛的应用,其中的一项是基于荧光共振能量转移的光谱可调方面的应用。二维条码的普及在简化人们的日常生活中(例如身份识别,签到等)起着关键作用。随着条码普及度的提高,相关问题也逐渐显现,最具代表性的问题是解密和伪造。由于条形码的可见属性可能导致严重的信息泄漏。所以本课题想发明一种成本低、防伪同时保护个人隐私的隐形条码存储信息方式。为了防止轻松访问可见的条形码导致隐私侵犯和敏感信息泄漏,本文设计和制造了一种隐形荧光打印墨水。该墨水打印的信息在日光下不可见,但在紫外灯下可见。这种隐形打印墨水为解决信息泄露的问题提供了广阔的前景。本文使用微乳化方法来制造PS荧光纳米颗粒,纳米颗粒的尺寸可调节范围为40 nm到200 nm。该方法以PS添加荧光染料(蒽、香豆素6或聚芴类荧光染料)的甲苯溶液作为油相,以十二烷基硫酸钠(SDS)溶液作为水相,经过乳化得到PS荧光纳米颗粒。本文探究出PS纳米颗粒随SDS浓度的增大粒径逐渐减小的规律,建立了一种粒径的参数选择方法。在乳化过程中,本文定量分析PS纳米颗粒中的荧光染料的质量分数,数量和比例。通过调节PS荧光纳米颗粒中染料分子之间的能量转移,改变乳液的发射光谱,实现荧光的可调性。本文进一步计算荧光共振能量转移(FRET)效率和检测并拟合荧光寿命,验证了PS荧光纳米颗粒中染料分子之间的能量转移。利用不同参数下的FRET变化,我们选择在日常环境中不可见的PS荧光纳米颗粒,以二维码的形式印刷在无荧光纸基上。该隐形图案包含的信息只能通过紫外光的激发被识别,以达到保护个人信息的目的。另外本文从产业化角度出发优化实验方案,将蒽和香豆素6更换为两种聚芴类高分子共轭化合物荧光染料,新染料吸收率更高,光稳定性更好。改进后的荧光乳液和聚乙二醇在不同体积分数下混合,通过调节混合物的粘度系数、表面张力和稳定性等打印参数制成隐形打印墨水。这种隐形打印墨水的打印精度达到了30微米,能精确化打印二维码并识别还原信息。同时本文也实现了打印图案的多样化。为进一步证实隐形打印墨水日常应用的可行性,本文在医疗腕带上打印包含病人信息的二维码。该荧光二维码在自然环境下不可见,但在365 nm紫外光激发下才被读取信息,这为保护个人隐私提供了可行的解决方案,并减少了伪造的可能性。正如本文所展示的,这个技术作为一个图案化加密技术的平台在防伪标签、信息加密和传递方面有巨大的潜力和应用前景。