可編程塑料能任意植入“隱形”圖案

发布: 2018-10-26 | 来源:广东塑料网-广东省塑料工业协会 | 编辑:gdpia

一張硬幣大小的透明塑料片，與手機貼膜並無二致，但隔著偏振鏡片，清晰呈現出一個二維碼﹔換一張看，是隻彩色蝴蝶﹔再來一張，蒙娜麗莎的微笑……

25日，記者從浙江大學了解到，這項神奇的無“色”之色技術，是浙大化工學院謝濤教授課題組發明的可編程塑料，通過數字化調控其內部應力，任意植入精致的“隱形”圖案。相關論文日前在《自然·通訊》雜志在線發表。

“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。”論文第一作者張國高道出玄機。

“在這項工作中，我們希望主動去控制應力，而不是被動地去觀測。”謝濤說，課題組找到了一種數字化控制應力的方法，賦予材料更多意想不到的功能。

謝濤課題組是在一種動態共價鍵聚合物網絡中實現應力“編碼”的，可以將之理解為一張高分子膜，內部是由很多長長的分子鏈組成的“毛線團”。科學家對其內部進行應力的存儲和釋放操作，從而做出精致的圖案。

第一步是存儲應力。在60攝氏度左右，研究人員將這張膜均勻拉伸。“‘毛線團’被拉伸后，分子間的相對位置發生了變化，分子鏈具有變回起始位置的趨勢，應力由此而生，並存儲下來。”張國高說，均勻存儲了應力的塑料膜，在偏振鏡下觀看是一張素色的“底片”。

第二步，釋放應力。依靠激光打印機，在聚合物膜上打印出不同灰度的圖案，並在紅外光下照射，就能在素色“底片”上定點“消除”應力。在紅外光下，打印機的油墨是能夠產熱的，因此打印機通過灰度的變化，控制了底片上每個像素點的溫度。張國高解釋，在這一過程中，高分子鏈以像素點為單位，“毛線團”斷開並重新接起來。這樣，應力就釋放了。