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浙大科学家发明可编程塑料
2018-10-29      中国塑料技术网

浙江大学谢涛教授课题组提出一种在塑料制品中精确“编码”的方法,通过数字化调控塑料制品内部“应力”,植入精致的“隐形”图案,实现信息的隐形存储。相关论文日前在线发表于《自然通讯》杂志。

论文第一作者、浙江大学博士生张国高向记者展示了几张硬币大小的透明塑料片,在偏振镜片下,这些透明塑料片清晰呈现出二维码、彩色的蝴蝶、蒙娜丽莎肖像等图案。

“我们并没有在材料里加入颜料,也没有改变材料表面的微观结构,有图案是因为应力。”张国高说,应力由工艺原因带入,在塑料制品中是一种不可避免的普遍存在,日后会以翘曲、变形、甚至开裂的形式释放出来,这也是塑料制品不耐用的原因之一。

因为应力的存在,透明材料内部各个方向上的折射率不同。在偏振镜片下,塑料制品内部会表现出斑斓的色彩。

课题组找到了一种数字化控制应力的方法。研究人员首先在60摄氏度左右均匀拉伸一张高分子塑料膜来储存应力,之后用激光打印机在高分子膜上打印出不同灰度的图案,并用红外光照射,在素色底片上定点“消除”应力。温度的差异,让每个像素点应力的释放程度有所不同,于是应力呈现出精细的梯度变化。这样一来,图案就从灰度“转码”为应力分布,进而在材料中形成预设的“隐形”图案。

“在材料中,应力通常是被动引入的、不可控的一种因素。而我们把这种力控制起来,进行‘编码’操作,去产生更多的功能。”谢涛说,第一个可见的应用,就是实现信息的隐形存储。“只有借助于偏振镜片,我们才能看见材料存储的图案。”

张国高认为,应力与材料的光学性能、电学性能与结构等都存在关联。通过“编码”应力,可编程塑料将展现更多的功能。“例如,现在所有的3D打印都是从液体材料到固体,我们的方法提供了一种从固体到固体的可能性。”

 
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