浙大科学家发明可编程塑料

浙江大学谢涛教授及其研究团队开创了一种独特的“编码”技术，为塑料制品赋予了全新的生命力。这一技术能够在塑料材料中精准地植入“隐形”图案，实现信息的隐形存储。这一突破性成果已经于近日在《自然通讯》杂志在线发表。

论文的首位作者，来自浙江大学的博士生张国高，向我们展示了几张看似普通的透明塑料片。在偏振镜片的帮助下，这些塑料片呈现出令人惊奇的图案，包括二维码、色彩斑斓的蝴蝶以及蒙娜丽莎的肖像等。

张国高解释道，这些图案并非通过添加颜料或改变材料表面的微观结构而呈现，它们的出现源于材料内部的应力。应力是塑料制品中普遍存在的现象，源于工艺过程，是不可避免的。这些应力日后可能会以翘曲、变形甚至开裂的形式释放出来，这也是塑料制品不耐用的原因之一。

这一技术的核心在于利用应力带来的光学效应。应力的存在使得透明材料内部各个方向上的折射率产生差异，从而在偏振镜片下呈现出斑斓的色彩。研究团队找到了一种数字化控制应力的方法，通过激光打印机在塑料膜上打印出不同灰度的图案，并用红外光进行照射，实现应力的“消除”。由于温度的差异，每个像素点的应力释放程度有所不同，从而形成精细的梯度变化，使图案从灰度转化为应力分布，形成预设的“隐形”图案。

谢涛教授表示，通常应力是被看作一种被动引入、不可控的因素，而他们的技术将应力转化为可控的“编码”操作，以产生更多的功能。目前，这项技术最直观的应用就是实现信息的隐形存储。只有借助偏振镜片，我们才能看到材料中所存储的图案。

张国高进一步指出，应力与材料的光学性能、力学性能以及结构等密切相关。通过“编码”应力，可编程塑料将展现出更多的功能。例如，当前所有的3D打印都是从液体材料到固体的过程，而他们的方法提供了一种从固体到固体的可能性，这无疑为塑料制品的制造开辟了新的道路。这一技术的未来发展令人充满期待。