مواد تشفير بصرية بألوان هيكلية قابلة للبرمجة متعددة الاستراتيجيات مع تجعيد بولي فينيل الكحول/بولي دايميثيل سيلوكسان تظهر اختفاءً سريعًا

Shi-jun Lu ,  

Ji-yuan Chen ,  

Xi-chang Ou ,  

Tong Wu ,  

Zhao-wei Lan ,  

Wan-ying Zhang ,  

Shu-ting Zhang ,  

Shao-lin Lu ,  

Deng-chong Feng ,  

Yu-zhao Yang ,  

Zhong-ke Yuan ,  

Chen Wang ,  

Zhi-kun Zheng ,  

Xu-dong Chen ,  

摘要

تُظهر أنماط التجعد السطحي المستجيبة للمحفزات إمكانية تطبيق كبيرة في مجال التشفير البصري ومكافحة التزوير، ولكن التوليد البرنامجي والإزالة العكسية السريعة لها لا تزال تحديًا رئيسيًا يحتاج إلى اختراق في هذا المجال. يستند هذا العمل إلى نظام غشاء مزدوج يتكون من البولي فينيل الكحول (PVA) والبولي دايميثيل سيلوكسان (PDMS)، ويستخدم الفرق في معامل المرونة بينهما لتحقيق تجاعيد سطحية ذات ألوان هيكلية. يتمتع هذا النظام بقدرة على التحكم المتزامن في الاستجابة الميكانيكية والرطوبة: يشغل الشد المحوري الواحد إظهار التجاعيد، ويمكن للتنفس اليدوي (التحفيز بالرطوبة) أن يحفز الإخفاء السريع (<1 ثانية). تم تحقيق التوليد البرنامجي لأنماط التجاعيد من خلال ثلاث استراتيجيات: (1) تبني طريقة الطلاء بالستنسل الإقليمي لبناء طبقة PVA العلوية بشكل انتقائي، ويتم شد الطبقتين المزدوجتين بشكل محوري واحد ثم تحريرهما للحصول على الأنماط؛ (2) معالجة النظام المزدوج المشدود بواسطة قناع UVO (الأوزون فوق البنفسجي)، حيث يتم التحكم في معامل المرونة الخاص بـ PVA في مناطق مختلفة، مما يسمح بإظهار نمط التجاعيد (مثل الأرقام "8" و"3" و"7") تدريجيًا أثناء تحرير الإجهاد؛ (3) استخدام طابعة إلكترونية دقيقة لرش محلول ملحي برنامجيًا، حيث يكسر الملح الروابط الهيدروجينية داخل وبين جزيئات PVA، مما يمنع تكوين التجاعيد في المناطق المرشوشة بينما يظهر التجاعيد في المناطق غير المرشوشة، مما يحقق التشكيل النمطي. تتأثر جميع أنماط التجاعيد بالرطوبة ويمكن إخفاؤها بسرعة بواسطة التنفس اليدوي (<1 ثانية)، ولا تتأثر ظهورها واختفاؤها بعد 1000 دورة تكرارية من الشد والإفراج بنسبة 60%، مما يدل على استقرار جيد. يمتلك این النمط المُجَعَّد الذي يتمتع باستجابة شد أحادي الاتجاه بسيطة وخصائص تحكم بالرطوبة آفاق تطبيق في مجالات التشفير البصري ومكافحة التزوير والعرض الذكي.

关键词

تجعيد;تشكيل نمطي;اختفاء سريع;استجابة ميكانيكية;استجابة للرطوبة

阅读全文