【可編程塑料能任意植入“隱形”圖案】
一張硬幣大小的透明塑料片， 與手機(jī)貼膜并無二致， 但隔著偏振鏡片， 清晰呈現(xiàn)出一個(gè)二維碼；換一張看， 是只彩色蝴蝶；再來一張， 蒙娜麗莎的微笑……
25日， 采訪人員從浙江大學(xué)了解到， 這項(xiàng)神奇的無“色”之色技術(shù)， 是浙大化工學(xué)院謝濤教授課題組發(fā)明的可編程塑料， 通過數(shù)字化調(diào)控其內(nèi)部應(yīng)力， 任意植入精致的“隱形”圖案 。 相關(guān)論文日前在《自然·通訊》雜志在線發(fā)表 。
“我們并沒有在材料里加入顏料， 也沒有改變材料表面的微觀結(jié)構(gòu)， 有圖案是因?yàn)閼?yīng)力 。 ”論文第一作者張國高道出玄機(jī) 。
“在這項(xiàng)工作中， 我們希望主動(dòng)去控制應(yīng)力， 而不是被動(dòng)地去觀測(cè) 。 ”謝濤說， 課題組找到了一種數(shù)字化控制應(yīng)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(dòng)態(tài)共價(jià)鍵聚合物網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)力“編碼”的， 可以將之理解為一張高分子膜， 內(nèi)部是由很多長(zhǎng)長(zhǎng)的分子鏈組成的“毛線團(tuán)” 。 科學(xué)家對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行應(yīng)力的存儲(chǔ)和釋放操作， 從而做出精致的圖案 。
第一步是存儲(chǔ)應(yīng)力 。 在60攝氏度左右， 研究人員將這張膜均勻拉伸 。 “‘毛線團(tuán)’被拉伸后， 分子間的相對(duì)位置發(fā)生了變化， 分子鏈具有變回起始位置的趨勢(shì)， 應(yīng)力由此而生， 并存儲(chǔ)下來 。 ”張國高說， 均勻存儲(chǔ)了應(yīng)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(yīng)力 。 依靠激光打印機(jī)， 在聚合物膜上打印出不同灰度的圖案， 并在紅外光下照射， 就能在素色“底片”上定點(diǎn)“消除”應(yīng)力 。 在紅外光下， 打印機(jī)的油墨是能夠產(chǎn)熱的， 因此打印機(jī)通過灰度的變化， 控制了底片上每個(gè)像素點(diǎn)的溫度 。 張國高解釋， 在這一過程中， 高分子鏈以像素點(diǎn)為單位， “毛線團(tuán)”斷開并重新接起來 。 這樣， 應(yīng)力就釋放了 。
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