在信息时代，信息安全已经成为全球关注的热点问题。为了确保信息安全，必须对机密信息进行加密，只有获得授权的读者才能使用特定的解密密钥。为此，各种具有独特理化特性的功能材料被开发出来用于加密和防伪目的。最近，随着精准聚合物领域的快速发展，具有精确的化学和序列结构以及高稳定性的聚合物在数据存储和加密方面显示出很好的应用前景。

近日，中国科学技术大学的刘世勇教授和胡进明教授研究团队报道了一种四进制编码树枝状聚氨酯结构并成功用于高度可靠的数据加密。

受文献中报道可降解聚氨酯寡聚物作为防伪应用的分子标签的启发，作者首先设计并合成了一系列可触发串联解聚的精准线性数码聚氨酯用于信息加密。与文献报道的成环降解不同的是，该工作中的精准聚氨酯通过电子重排机理进行降解。线性数码聚氨酯经紫外光光照10分钟后，光触发基元断裂，分子链发生自发串联解聚，分别在降解早期，中期和晚期三个不同时间点取样进行大分子质谱测试。通过对MALDI-TOF MS数据分析，该工作首次展示了利用自发的1,6-电子重排介导的串联消除反应对线性数码聚氨酯进行直接测序。

与线性聚合物不同，树枝状聚合物的特点是具有独特且复杂的三维超支链结构，这对信息的加密十分有利。为了实现数据的深层加密，作者进一步合成了树枝状四进制编码聚氨酯。从AUX-OH分子出发，以M1-COOH为构筑基元，进行重复迭代合成。最后用树枝状PEG（2mOEG₃）进行封端，得到终产物。

获得树枝状四进制编码聚氨酯之后，作者分别尝试使用MALDI-TOF一级质谱和串联质谱对树枝状数码聚氨酯进行解码。树枝状数码聚氨酯在紫外光辐照10分钟后，光响应基元断裂，发生自发串联降解，在不同的降解时间取样后用一级质谱进行测试。结果表明，该测序方式不能实现解码。随后作者利用串联质谱技术对树枝状数码聚氨酯进行进一步测试，得到了对应的二级质谱。同样地，仅仅从二级质谱上是无法获取有用的信息。

对于获得授权的读者而言，成功获取加密的信息必须还要完成如下的操作。首先需要在二级质谱上找到所有含有树枝状PEG（2mOEG₃）的分子碎片。然后将这些断裂碎片进行排列，得到一系列断裂路径。这些断裂路径排列之后便可以得到二维数据矩阵，例如D-2'-(0'1')₃-(3')₄可以得到由63行数列组成的数据矩阵，其排列组合共有63！（~1.98*10⁸⁷）种。之后再按照特定的排序规则进一步对每行数列进行排序，即可得到唯一的二维数据矩阵，完成解密。

总之，这项工作展示了树枝状数码聚氨酯用于深度数据加密的第一个例子，揭示了精准数码聚合物在数据存储和加密方面的巨大潜力。