受自然生物的启发，例如鱿鱼、章鱼和变色龙等，广泛研究了用于信息显示的受化学/物理刺激响应的微/纳米结构人造材料。目前已经报道了众多制造人造材料微观结构图案化的策略，从胶体自组装法，平版印刷技术到模型辅助铸造和喷墨打印等等。然而，目前这些技术中的大多数都存在着产量低、制造成本高、步骤耗时复杂等问题。3D打印作为最有前途的可定制图案化技术之一，能够将任意数字文件转换为实物对象，并同时调控吞吐量和打印分辨率。但目前报道的微/纳米结构图案化的3D打印主要集中在静态系统，特别是对于周期有序光子晶体的打印，对于非晶微结构的动态响应材料涉及较少。

近日，南京工业大学材料科学与工程学院的赵怀霞/王杨鑫团队报告了直接3D打印水滴和聚二甲基硅氧烷（PDMS）前驱体混合墨水用于可定制的加密图案。在印刷固化过程中，PDMS弹性体矩阵中的水蒸气蒸发，并在原位形成动态微褶皱。当暴露在不同液体中时，动态微褶皱会转化为具有不同光学性能的液体池或空气腔，实现了图形的隐蔽到显现的转换。为了获得明亮的着色，将水溶性荧光染料引入到动态微褶皱结构中，这使得水润湿的样品在蓝光照射下显示出绿色荧光。在宏观层面上，加密信息浸入液体中时，可以直接肉眼可视化;在微观层面上，PDMS基质中微结构的独特排列使图形具有不可克隆性。另外，由于聚二甲基硅氧烷的化学稳定性，样品不仅对紫外照射稳定，并且同时对超低温（液氮，-196℃）或高温（150℃）稳定，在各种加密领域显示出巨大的应用潜力。为信息加密的简便、安全提供了可行的策略。

图1，动态聚二甲基硅氧烷（DPDMS）弹性体的制造和多种液体响应性。

图2 DPDMS 样品对 EtOH 的敏感性。

图3 DPDMS样品对正己烷和硅油的光学响应。

图4 f-DPDMS薄膜的荧光性能。

图5 3D打印各种用于信息编码和加密应用的设计图案。

该工作以“Printing Convertible Microstructures into Elastomer Matrix for Multi-liquids Adaptive Information Encryption”为题发表在《Advanced Materials Technologies》上（DOI: 10.1002/admt.202201122）。该论文第一作者是南京工业大学博士研究生李博雅，通讯作者为赵怀霞教授和王杨鑫教授。该研究得到了国家自然科学基金，江苏省高等学校自然科学基金和江苏高校优势学科建设工程资助项目的支持。

原文链接:  https://doi.org/10.1002/admt.202201122

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