光固化、熱變色形狀記憶聚合物助力可變色4D打印

3D打印結構在特定的環境和激勵下，其特性及功能隨著時間的改變而發生變化，被稱之為4D打印技術。形狀記憶聚合物作為實現4D打印的關鍵性材料之一，可在一定條件下變形固定后，通過熱、光、電、磁等外部條件的刺激，主動恢復其初始形狀。近年來，形狀記憶聚合物的4D打印在軟體機器人、生物醫療、航空航天、柔性電子等領域的廣泛應用，受到了國內外學者的廣泛研究和關注。

近日，湖南大學王兆龍、段輝高教授與南方科技大學葛锜教授合作，基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印機nanoArchS140，開發了一種能夠同時實現變形變色的形狀記憶聚合物體系，設計制造了精度高達20μm的特征結構，該材料體系用于二維碼和多級防偽圖案的高精度制造，實現了多重加密和特定溫度區間的信息顯示，并有望用于數據加密、智能防偽等領域。這項工作為構建功能化的4D打印提供了新的材料體系，還激發了數據加密和防偽的新方法，有利于拓寬4D打印技術的應用范圍。相關成果以“Color-Changeable Four-Dimensional Printing Enabled with Ultraviolet-Curable and Thermochromic Shape Memory Polymers"為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。

該工作得到了國家自然科學基金、湖南省優秀青年基金、廣東省重點研發計劃，長沙市科技局等資金支持。

圖3 基于面投影微立體光刻技術制造的3D結構的形狀記憶行為，具有優異的變形變色能力

圖4 基于面投影微立體光刻技術加工QR碼和多級防偽圖案，在室溫下隱藏可見信息，并通過加、解密、再加密等步驟和形狀顏色恢復過程實現信息的可視化，實現多重加密和特定溫度區間的信息顯示。