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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�，F(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(xué)響應(yīng)性。在加密解密過程中的化學(xué)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(yán)重環(huán)境污染。除此之外，單一加密方式對加密信息的保護(hù)已經(jīng)逐漸無法應(yīng)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(rèn)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(shè)備的示意圖。（b）SMPs前體溶液的組分的化學(xué)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(dǎo)引起的SMP的拉伸機制

  近期，黃渤海實驗室（全稱：煙臺先進(jìn)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(yīng)的雙重加密策略。材料的網(wǎng)絡(luò)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(yīng)是由溫度變化引發(fā)的氫鍵斷裂和復(fù)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(yīng)。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(jìn)一步增強交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)與灰度曝光誘導(dǎo)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(yīng)引導(dǎo)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(fù)，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(yīng)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(yīng)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(dāng)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(yīng)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(jìn)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(xué)院蘭州化學(xué)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