薄膜上的纳米级皱纹可以显示或隐藏鲜艳的颜色图案

由UNIST机械工程系的Taesung Kim教授领导的一个研究小组报告了一项技术的发展，该技术利用透明薄膜上形成的纳米级皱纹通过折叠和展开薄膜来显示或隐藏彩色图案，如传统的韩国Dancheong设计

该研究发表在《高级功能材料》杂志上

开发的技术基于结构着色原理。当光干扰纳米结构时，结构颜色就会出现。就像变色龙或孔雀可以在没有蓝色色素细胞的情况下产生蓝色一样，由于它们的皮肤或羽毛纳米结构，这项技术使用纳米级皱纹来达到同样的效果

图片来源：蔚山国家科学技术研究所

研究小组利用这些纳米结构制造皱纹，皱纹仅在薄膜弯曲时出现，从而可以显示或隐藏颜色。通过调整皱纹的间距和高度，可以生成各种颜色

为了确保只有在薄膜弯曲时才会出现皱纹，设计了一种双层薄膜结构。将刚性薄膜放置在柔性薄膜上，由于施加力时两层之间的物理性质差异，导致刚性薄膜表面形成纳米级皱纹

这一原理类似于用拇指和食指捏皮肤时，由于表皮和真皮层之间的密度差异，表皮上会形成皱纹

图片来源：蔚山国家科学技术研究所

研究团队使用双光刻技术，在单层薄膜上创建了具有不同间距和高度的皱纹像素。皱纹的间距为800至2400纳米，高度为100至450纳米，这证实了它们在整个可见光谱范围内产生颜色的能力

此外，该团队还成功地根据皱纹像素对Dancheong设计进行了构图。这些设计仅在透明膜弯曲并在释放力时恢复到透明状态时出现

金教授表示：“这项技术可以通过一个简单的过程创造出可变的结构颜色。与现有的基于染料的技术不同，颜色不会随着时间的推移而褪色，这不仅使其在防伪应用中具有很强的竞争力，而且使其在刺激响应智能显示器中也具有很高的竞争力。”此外，该技术将被授权给国内防伪解决方案公司N.B.S.T进行商业化 More information: Kaliannan Thiyagarajan et al, Monolithic Micro‐/Nanoarchitectonic Multi‐Level Pixel Arrays Via a Two‐Step Photo‐Cross‐Linking Process for Multi‐Modal and Transformative Structural Coloration, Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202423270

Journal information: Advanced Functional Materials