仅改变1度角度也能呈现鲜明结构色……提升防伪性能
有望应用于货币、身份证、药品包装到柔性显示器等领域
韩国研究团队开发出一种下一代光学防伪薄膜，平时呈透明状态，但在弯曲瞬间会显现出隐藏图案。即使仅将观察角度改变1度，颜色也会发生明显变化，因此可承载比以往更多的防伪信息，预计可用于货币、身份证及高价产品的防伪技术。
随观察角度变化的结构色及角度响应性。（a）（i）普通薄膜，（ii）对称圆形图案对，（iii）非对称圆形图案对，用于测量不同观察角度下结构色变化的光学测量示意图。（b）各结构在不同观察角度下的反射光谱测量结果。（c）各结构随观察角度变化的结构色。（d）各结构对视角的结构色光谱响应性比较结果。研究团队供图
View original image蔚山科学技术院（UNIST）8日表示，Kim Taeseong机械工程系教授研究团队利用经几何设计的微细褶皱结构，开发出一种透明光学防伪薄膜，平时看不见的图像只有在薄膜弯曲时才会以结构色形式显现。
研究成果发表于功能性材料领域国际学术期刊《Advanced Functional Materials》。
通过改变褶皱方向实现“隐藏图案”
结构色并非来自染料，而是由表面微结构对光的反射或衍射所呈现的颜色。研究团队利用仅在薄膜弯曲时产生的微细褶皱，实现了平时不可见的图像。
核心在于，在保持褶皱间距恒定的同时，使其延伸方向呈现多样化。研究团队设计了一种将褶皱层部分区域以圆形镂空的结构，使直线褶皱与曲线褶皱同时形成。借此，光会向多个方向发生衍射，因此即使仅轻微转动薄膜，颜色也会鲜明变化。
实验结果显示，要呈现从紫色到红色的整个可见光区域颜色，所需角度变化仅约7度。相比之下，现有直线型褶皱薄膜要实现相同的颜色变化，需旋转约30度。
有望用于防伪、传感器和显示器
研究团队利用该技术制作出一种只有在弯曲时才会显现鹦鹉图案的防伪薄膜。不同于现有薄膜只能在特定角度确认图像，新型薄膜在从0度旋转至90度的过程中，结构色和图像都会持续显现。
此外，即使是呈现相同图像的薄膜，微细褶皱出现分叉或终止的位置也会因产品而异，因此可像人的指纹一样，作为独有的“光学指纹”加以利用。
其耐久性也十分出色。即使将薄膜反复弯曲500次后，相同的结构色和褶皱图案仍能稳定保持。
研究团队先在柔软的硅材料聚二甲基硅氧烷上形成壳聚糖薄膜，随后利用紫外线和光掩模制备微结构。其原理在于，两种材料的刚性差异会使薄膜在弯曲时于表面形成所需方向的微细褶皱。
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Kim教授表示：“我们通过设计使褶皱朝多个方向形成，从而实现即使在微小角度变化下颜色也能快速变化。”他还称，“这不仅可用于货币、身份证、高价产品及药品包装上的防伪标识，还有望应用于通过颜色变化感知细微运动的光学传感器和柔性显示器。”
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