想象一下一份機密文件，噴上水霧后，關鍵信息會在精確的第3秒、第30秒依次消失，只有掌握“時間密鑰”的人，才能在正確的時間窗口看到完整情報。一張奢侈品標簽，用特殊“墨水”印制，專賣店用特制水霧噴一下，防偽信息會在預設的幾分鐘內動態顯現又隱去，仿冒者連抄作業都來不及。一份快遞單，收件人信息在簽收后自動“倒計時溶解”，隱私泄露風險大大降低。

這聽起來像科幻電影？不，這是哈爾濱工業大學葉騰凌課題組與廈門大學林友輝課題組聯合在期刊Chemical Engineering Journal, 2025, 515, 163778上發表的最新成果！他們利用廢棄羊毛中提取的角蛋白和一種神奇的光學材料——鈣鈦礦納米晶，制造出了前所未有的——“羊毛 + 納米晶 = 倒計時墨水”。墨水寫出的信息噴水后按秒消失，成為操控時間的魔法。

文章鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163778

核心材料很簡單：

羊毛角蛋白 (WK)：從羊毛中提取的天然生物大分子，水溶性好，自帶多種“鈍化”基團（氨基、羧基等）和疏水烷基鏈，是鈣鈦礦納米晶天然的“保護”配體。鈣鈦礦納米晶 (PNCs)：一種發光效率極高的明星材料，色彩鮮艷純凈，但它有個“軟肋”——怕水，遇水就“啞火”（熒光淬滅）。科學家們的魔法在于如何精準控制這個“啞火”的時間？秘密武器就是溶劑配方——時間控制臺，研究團隊發明了一種極其巧妙的 “溶劑工程”一步合成法。關鍵在于混合溶劑的組成和比例：

l “快閃”配方 (EtOH-H?O)：加入快揮發的乙醇。墨水遇水后，信息 3秒內“閃退”！就像設置了超短倒計時。

l “標準”配方 (純H?O)：信息30秒后“隱身”。倒計時適中。

l “堅盾”配方(DMF-H?O)：加入高沸點溶劑DMF。信息浸泡30分鐘以上依然清晰！甚至能設定更長的“潛伏期”，比如幾天。

l “精密調節”配方：通過微調DMF的比例（5%、7%、10%...），能將“隱身”時間精準設定在3秒到220秒（約3.7分鐘）之間的任意一點！就像在調一個精密的定時器。

魔法原理：溶劑如何“雕刻”時間？

l 蒸發速度 = 建筑速度：乙醇跑得快（低沸點），WK“保護殼”匆匆蓋好，結構疏松（β-折疊含量低，~40%），水分子輕松入侵，鈣鈦礦“秒啞火”。DMF慢悠悠（高沸點），WK有充足時間精心搭建，形成堅固堡壘（β-折疊含量高，~48%），把水擋在門外。

l 結晶質量：慢速結晶（DMF配方）能讓鈣鈦礦晶體長得更完美、包裹更嚴實，進一步抵抗水的破壞。

l 空間封印：堅固的WK“堡壘”把鈣鈦礦牢牢鎖在里面，即使水分子想搞破壞，也得花時間“撬鎖”。撬鎖時間的長短，就由“堡壘”的堅固程度（溶劑配方）決定！

多級“時間密鑰”加密秀

①　初級：直接顯示 - 用單一墨水寫“8”，紫外燈下直接顯示“8”。

②　二級：浸泡解密 - 用三種墨水寫“8”。

l 剛寫完在紫外燈下是“8”。

l 泡水30分鐘后，快閃和標準墨水的部分消失，只剩堅盾墨水寫的“7”。

l 加熱后，只有“7”能恢復。

③　多級：噴水倒計時（核心黑科技！） - 用三種墨水寫“abc”：

l 噴水第3秒：快閃墨水寫的“a”準時消失！變成“bc”或“9”。（密鑰時間窗口：0-3秒看“abc”，3-30秒看“bc”）

l 噴水第30秒：標準墨水寫的“c”消失！只剩堅盾墨水寫的“b”或“7”。（密鑰時間窗口：30秒后只能看到“b”）

l 加熱干燥后：神奇復原！變回“abc”。可循環20次以上！

優勢顯著，前景廣闊：

l “時間”是終極密鑰：物理密鑰會丟，數字密鑰會被黑。但“在噴水后第X秒讀取”這個動作本身，就是最獨特、最難復制的密鑰！錯過時間窗口，信息就“蒸發”了。

l 安全與便利兼顧：無需復雜設備，一瓶水霧+紫外燈（甚至未來可能集成在手機里）就能完成高級解密。堅盾配方（DMF 50%）在水中泡30天亮度還能剩60%以上，耐用性拉滿。

l 綠色可持續：水基合成，原料來自廢棄羊毛，告別有毒化學配體（油酸/油胺），成本低環境友好。

l 色彩隨心變：通過更換鈣鈦礦配方（氯、溴混合或無機銫基），還能發出藍光、紅光等，實現彩色動態時間加密，信息量更大更炫酷。

結語：

這項由哈工大和廈大團隊開發的“溶劑工程”羊毛蛋白鈣鈦礦“時間墨水”，巧妙地利用了生物大分子的結構可調性和鈣鈦礦優異的光學特性，首次實現了水致變色響應時間的寬范圍、高精度、可區分的調控，將“時間維度”真正變成了信息加密的一把強大而獨特的“密鑰”。它不僅解決了傳統材料的痛點，更以其綠色、簡便、高效、安全、可逆的特點，為未來高安全性動態信息加密、防偽和存儲技術開辟了一條極具前景的新道路。或許不久的將來，我們收到的機密文件或購買的貴重商品上，就會用上這種會“定時消失”又“定時重現”的神奇墨水！

本文來自材料科學與工程公眾號，感謝論文作者團隊支持。

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