浙江大學謝濤教授課題組提出一種在塑料製品中精確 '編碼' 的方法, 通過數字化調控塑料製品內部 '應力' , 植入精緻的 '隱形' 圖案, 實現資訊的隱形存儲. 相關論文日前線上發表於《自然通訊》雜誌.
論文第一作者, 浙江大學博士生張國高向記者展示了幾張硬幣大小的透明塑料片, 在偏振鏡片下, 這些透明塑料片清晰呈現出二維碼, 彩色的蝴蝶, 蒙娜麗莎肖像等圖案.
'我們並沒有在材料裡加入顏料, 也沒有改變材料表面的微觀結構, 有圖案是因為應力. ' 張國高說, 應力由工藝原因帶入, 在塑料製品中是一種不可避免的普遍存在, 日後會以翹曲, 變形, 甚至開裂的形式釋放出來, 這也是塑料製品不耐用的原因之一.
因為應力的存在, 透明材料內部各個方向上的折射率不同. 在偏振鏡片下, 塑料製品內部會表現出斑斕的色彩.
課題組找到了一種數字化控制應力的方法. 研究人員首先在60攝氏度左右均勻拉伸一張高分子塑料膜來儲存應力, 之後用雷射印表機在高分子膜上列印出不同灰度的圖案, 並用紅外光照射, 在素色底片上定點 '消除' 應力. 溫度的差異, 讓每個像素點應力的釋放程度有所不同, 於是應力呈現出精細的梯度變化. 這樣一來, 圖案就從灰度 '轉碼' 為應力分布, 進而在材料中形成預設的 '隱形' 圖案.
'在材料中, 應力通常是被動引入的, 不可控的一種因素. 而我們把這種力控制起來, 進行 '編碼' 操作, 去產生更多的功能. ' 謝濤說, 第一個可見的應用, 就是實現資訊的隱形存儲. '只有藉助於偏振鏡片, 我們才能看見材料存儲的圖案. '
張國高認為, 應力與材料的光學性能, 電學性能與結構等都存在關聯. 通過 '編碼' 應力, 可編程塑料將展現更多的功能. '例如, 現在所有的3D列印都是從液體材料到固體, 我們的方法提供了一種從固體到固體的可能性. '