Materiales ópticos de encriptación con color estructural plisado de alcohol polivinílico/polidimetilsiloxano con aparición programable multi-estratégica y desvanecimiento rápido

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

Los patrones de pliegues superficiales responsivos muestran un gran potencial de aplicación en el campo de la encriptación óptica y la prevención de falsificaciones, pero su generación programada y el desvanecimiento rápido reversible siguen siendo desafíos clave que requieren avances. Este trabajo se basa en un sistema de película de doble capa construido con alcohol polivinílico (PVA) y polidimetilsiloxano (PDMS), utilizando la diferencia en el módulo de elasticidad entre ambos para lograr pliegues superficiales con color estructural. Este sistema posee capacidades de regulación sinérgica de respuesta mecánica y a la humedad: el estiramiento uniaxial desencadena la aparición de pliegues, la respiración artificial (estimulación por humedad) puede provocar un desvanecimiento rápido (<1 s). Se lograron patrones de pliegues generados por programación mediante tres estrategias: (1) construcción selectiva de la capa superior de PVA mediante revestimiento giratorio con máscara regional, la película de doble capa se estira uniaxialmente y luego se libera para obtener patrones; (2) tratamiento con máscara UVO (ozono ultravioleta) del sistema de doble capa en estado de estiramiento, regulando el módulo de elasticidad del PVA en diferentes regiones, controlando así la aparición gradual de patrones de pliegues (como los números “8”, “3” y “7”) durante la liberación del estrés; (3) pulverización programática de solución salina con impresora microelectrónica, donde la sal rompe los enlaces de hidrógeno intra e intermoleculares del PVA, suprimiendo la formación de pliegues en áreas rociadas, mientras que en las no rociadas se generan pliegues, logrando así patrones. Todos los patrones de pliegues son sensibles a la humedad y pueden ser desvanecidos rápidamente mediante respiración artificial (<1 s). La aparición y desaparición de los patrones no se ven afectados después de 1000 ciclos repetidos de estiramiento y liberación al 60 %, mostrando buena estabilidad. Este tipo de patrones pliegues con respuesta simple al estiramiento uniaxial y características de control de humedad tiene perspectivas de aplicación en encriptación óptica, prevención de falsificaciones y pantallas inteligentes.

关键词

pliegue;patronización;desvanecimiento rápido;respuesta mecánica;respuesta a humedad

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