浙江大學謝濤教授課題組提出一種在塑料制品中精確“編碼”的方法，通過數字化調控塑料制品內部“應力”，植入精致的“隱形”圖案，實現信息的隱形存儲。相關論文日前在線發表于《自然通訊》雜志。
論文第一作者、浙江大學博士生張國高向記者展示了幾張硬幣大小的透明塑料片，在偏振鏡片下，這些透明塑料片清晰呈現出二維碼、彩色的蝴蝶、蒙娜麗莎肖像等圖案。
“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構，有圖案是因為應力。”張國高說，應力由工藝原因帶入，在塑料制品中是一種不可避免的普遍存在，日后會以翹曲、變形、甚至開裂的形式釋放出來，這也是塑料制品不耐用的原因之一。
因為應力的存在，透明材料內部各個方向上的折射率不同。在偏振鏡片下，塑料制品內部會表現出斑斕的色彩。
課題組找到了一種數字化控制應力的方法。研究人員首先在60攝氏度左右均勻拉伸一張高分子塑料膜來儲存應力，之后用激光打印機在高分子膜上打印出不同灰度的圖案，并用紅外光照射，在素色底片上定點“消除”應力。溫度的差異，讓每個像素點應力的釋放程度有所不同，于是應力呈現出精細的梯度變化。這樣一來，圖案就從灰度“轉碼”為應力分布，進而在材料中形成預設的“隱形”圖案。
“在材料中，應力通常是被動引入的、不可控的一種因素。而我們把這種力控制起來，進行‘編碼’操作，去產生更多的功能。”謝濤說，第一個可見的應用，就是實現信息的隱形存儲。“只有借助于偏振鏡片，我們才能看見材料存儲的圖案。”
張國高認為，應力與材料的光學性能、電學性能與結構等都存在關聯。通過“編碼”應力，可編程塑料將展現更多的功能。“例如，現在所有的3D打印都是從液體材料到固體，我們的方法提供了一種從固體到固體的可能性。”（朱涵）