动态结构色寿命编程用于时序加密与冷链指示
发布时间：2026-11-04
信息来源：中国科学报
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发布时间：2026-11-04
信息来源：中国科学报
近日，广东工业大学教授陈旭东团队通过协同调控聚合物表面微结构与链段松弛动力学，实现了动态结构色寿命从数分钟到超过240天的宽范围编程调控，并将其应用于时间序列光学加密和冷链运输异常指示。相关成果发表于《先进材料》。
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针对传统结构色研究侧重静态显示、动态演变过程难以精准调控的问题，团队设计了一种含蒽基团的光敏聚氨酯材料（TPU-AN），利用紫外光响应与溶剂处理在材料表面构筑动态光栅，使其产生随时间逐渐衰减的结构色。结合表面微观形貌与角分辨反射光谱分析，研究揭示了光栅形貌演变与结构色强度变化之间的关系。
在此基础上，陈旭东团队通过调节紫外曝光条件改变聚合物交联程度，并结合溶剂处理与二次紫外曝光，协同调控微结构初始形貌及聚合物链段松弛行为，实现了结构色寿命的宽范围编程。
应用方面，团队利用光掩模曝光对材料不同区域进行差异化调控，使同一图案能够随时间依次呈现不同信息，实现时间序列多级光学加密。针对冷链运输温度异常监测需求，团队利用材料低温下链段运动受限、结构色得以保持，恢复室温后微结构逐渐松弛、结构色迅速衰减的特性，构建了温度响应结构色二维码。该二维码在低温环境下可保持70天以上，恢复至室温后可在5分钟内迅速褪色，为冷链运输温度异常指示提供了新方案。
该研究将聚合物松弛动力学引入动态结构色寿命设计，通过协同调控微结构形貌与链段松弛过程，实现了从瞬态显示到长期保持的动态光学信息编程，为动态防伪、时间序列光学加密及冷链完整性监测提供了新的材料设计思路。
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