Stimuli-responsive Oberflächenfaltenmuster zeigen großes Anwendungspotenzial im Bereich der optischen Verschlüsselung und Fälschungssicherung, jedoch bleiben deren programmierte Erzeugung und reversible schnelle Ausblendung zentrale Herausforderungen, die es zu überwinden gilt. Diese Arbeit basiert auf einem doppelschichtigen Folien-System aus Polyvinylalkohol (PVA) und Polydimethylsiloxan (PDMS) und nutzt den Unterschied im Elastizitätsmodul, um Oberflächenfalten mit Strukturfarbe zu realisieren. Das System verfügt über eine synergistische Steuerung von mechanischer und Feuchtigkeitsantwort: Ein einachsiges Dehnen löst die Faltenbildung aus, künstliches Ausatmen (Feuchtigkeitsstimulus) kann ein schnelles Ausblenden (<1 s) hervorrufen. Die programmierte Generierung der Faltenmuster wurde durch drei Strategien realisiert: (1) Selektive Herstellung der oberen PVA-Schicht mittels regionaler Masken-Spincotting-Methode; die Doppelschichtfolie wird uniaxial gedehnt und anschließend freigegeben, um Muster zu erhalten; (2) Behandlung des gedehnten Doppelschichtsystems mittels UVO (Ultraviolett-Ozon)-Maskierung, bei der die Elastizitätsmodule des PVA in unterschiedlichen Bereichen kontrolliert werden, wodurch die Faltenmuster (z. B. Ziffern „8“, „3“, „7“) beim Entspannen der Spannung nacheinander sichtbar werden; (3) Programmierte Besprühung einer Salzlösung mittels Mikroelektronikdrucker, wobei das Salz die intra- und intermolekularen Wasserstoffbrückenbindungen im PVA zerstört, sodass im besprühten Bereich die Faltenbildung unterdrückt wird und im nicht besprühten Bereich Falten entstehen, um eine Musterbildung zu ermöglichen. Alle genannten Faltenmuster sind feuchtigkeitsempfindlich und können durch künstliches Ausatmen schnell ausgeblendet werden (<1 s). Nach 1000 zyklischen Dehnungs- und Entspannungswiederholungen bei 60 % bleibt das Erscheinen und Verschwinden der Muster unbeeinträchtigt, was eine gute Stabilität zeigt. Diese Art von Faltenmustern mit einfacher einachsiger Dehnungsantwort und Feuchtigkeitssteuerung bietet Anwendungsperspektiven in der optischen Verschlüsselung, Fälschungssicherung und intelligenten Anzeige.

Falten;Musterbildung;schnelles Ausblenden;mechanische Reaktion;Feuchtigkeitsreaktion