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  一直以來，如何保證信息的安全性一直是一個討論熱點。現(xiàn)階段，研究者們陸續(xù)開發(fā)了信息加/解密的QR碼、水印、不可見墨水、熒光識別等方法。但大多數(shù)報道的體系是通過化學響應性。在加密解密過程中的化學產(chǎn)品殘留/積累在很大程度上降低了可重寫性和可逆顯示靈敏度，有時還會造成嚴重環(huán)境污染。除此之外，單一加密方式對加密信息的保護已經(jīng)逐漸無法應對科技手段的日益提高，而通過環(huán)保的方式使信息清晰、可控的顯示被認為是解決這些困難挑戰(zhàn)的一個有吸引力的策略。

圖1 （a） 通過空間灰度圖案化圖像的g-DLP 3D打印設備的示意圖。（b）SMPs前體溶液的組分的化學結(jié)構(gòu)。（c）SMP的形狀記憶機制和由空間灰度曝光和溶劑（例如去離子水）誘導引起的SMP的拉伸機制

  近期，黃渤海實驗室（全稱：煙臺先進材料與綠色制造山東省實驗室）精密制造材料與技術(shù)團隊通過將灰度立體光刻技術(shù)與形狀記憶聚合物有機結(jié)合，報道了一種基于圖案化與形狀記憶變形的物理響應的雙重加密策略。材料的網(wǎng)絡主框架主要由脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯（AUD）構(gòu)建，AUD分子鏈之間能夠形成大量氫鍵，這使得材料在玻璃狀態(tài)下表現(xiàn)出足夠的剛性，從而支持各種臨時固定形式。形狀記憶效應是由溫度變化引發(fā)的氫鍵斷裂和復合引起的。甲基丙烯酸2-羥基乙酯（HEMA）與分子量為400的聚乙二醇二丙烯酸酯（PEG400DA）加入體系中能夠有效增強不同灰度值（＜100%）下形成的材料的親水性，這樣有利于材料在接觸水刺激后的快速響應。而經(jīng)過對比實驗篩選出來的四官能度交聯(lián)劑二季戊四醇六丙烯酸酯（DPHA）能夠進一步增強交聯(lián)網(wǎng)絡的密度，保證材料獲得更高的形狀固定率。

  該團隊將形狀記憶聚合物的形狀記憶效應與灰度曝光誘導的圖案化功能相結(jié)合，提出了一種新的全階段由物理響應引導的雙重加密策略。在解密的第一階段，在熱刺激下，由于材料的形狀記憶回復，使得被遮蓋的編程區(qū)域暴露出來。在解密的第二階段，在水刺激下，由于散射效應的發(fā)生，使得編程區(qū)域的信息快速顯現(xiàn)，由此整個解密過程結(jié)束。結(jié)果表明，這種加密策略為實現(xiàn)信息的高清晰度和快速響應提供了一種可靠的途徑，此外，對環(huán)境無污染的特質(zhì)符合當今世界發(fā)展潮流，在信息安全及相關(guān)領(lǐng)域顯示出了良好的應用前景。

  該研究以“Grayscale Stereolithography 3D Printing of Shape Memory Polymers for Dual Information Encryption Based on Reconfigurable Geometry and Tunable Optics” 為題發(fā)表在Chemical Engineering Journal (2024, 487, 150552）。工作由煙臺先進材料與綠色制造山東省實驗室、蘭州市口腔醫(yī)院和中國科學院蘭州化學物理研究所合作完成，黃渤海實驗室研究助理劉森為論文第一作者，姬忠瑩助理研究員和王曉龍研究員為論文共同通訊作者。

  文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150552