图案可藏还能动！台湾阳明交通大学在《AFM》发表新型动态防伪薄膜技术

你是否想象过，一张看起来平平无奇的塑料薄膜，却能在特定光线下显现神秘图案？甚至这些图案还会变换、动起来，像动画一样演示一段“密码”？这不再是电影情节，而是台湾阳明交通大学最新的科研突破！

台湾阳明交通大学的陈俊太教授团队，近期在国际顶尖期刊《Advanced Functional Materials》上发表了一项引人注目的研究成果。他们开发出一种全新的动态防伪薄膜，能在肉眼不可见的状态下隐藏图案，并在特定偏振光条件下呈现出静态或动态影像，为未来防伪科技打开了全新的想象空间。

隐形图案如何“写”进去？

你看到的，和你看不見的，其實可能只是偏光角度的不同。

这项研究的核心材料是一种光响应性高分子 —— 偶氮高分子（ PAzo ），它具有一种独特的分子行为：在特定偏振光照射下，分子会自发重新排列，形成有方向性的排列结构。研究团队正是利用这一特性，开发出一种 “ 光写入 ” 图案的方法 ， 透 过控制偏振光方向与图案光罩，在同一张薄膜上定义出多个具有不同分子排列 方向的区域。

乍看之下，这些图案在自然光下是完全不可见的，甚至用放大镜也无法察觉。但在偏光显微镜（ POM ）下，它们就如同从隐形状态 “ 被唤醒 ” 一样，清晰浮现。这种基于分子排列差异所产生的光学响应，与传统的墨水印刷或表面浮雕完全不同，即使图案被拍照、扫描或复制，也无法重现其光学行为。正因为信息 “ 藏 ” 在分子层级，不易察觉，也不易仿造，为防伪提供了更深一层的加密思路。

图案如何动起来？

如果说静态图案是被“写”进薄膜的，那动态图案则是被“唤醒”的——而且还不止一个。

陈俊太教授团队在基本图案写入技术基础上，进一步开发出两种具备挑战－回应机制的动态防伪策略，不仅提高了加密复杂度，也大大增强了可玩性与安全性。

第一种方法称为“双图案切换”（ Dynamic Dual Pattern ）。研究人员通过三阶段的偏振光照射流程，在同一张薄膜上写入两个不同方向排列的图案。当使用偏光显微镜观察时，只需缓慢旋转分析器角度，就能看到这两个图案轮流显现、互相 切换。比如 阳明交大校徽图案 在某角度下清晰可见，继续转动后，则会淡出并显现出“ 陽明交大 ” 字样，如同信息被锁在特定的“光学钥匙”中。 這一動態切換過程可在附上 的 视频 1 中清楚觀察到。

视频1

第二种方法则更进一步，引入了“动画效果”：莫尔图案防伪（ Moiré Pattern Animation ）。研究团队将多个字母（ N 、 Y 、 C 、 U ）编码在同一张薄膜上，通过精细设计的遮罩图案，利用图像干涉原理制造“多图嵌套结构”。当观察者用一张事先设定好的扫描条纹遮罩，以规定速度横向滑动时，这些字母图案便会依序出现，就像一段正在播放的光学动画。这种方式不仅大幅增加信息承载量，也创造出一种极具视觉冲击力的防伪手段。 動畫圖案的逐格浮現效果，則可參見 视频 2 。

视频2

不同于传统只隐藏或显示的加密方式，这两种策略都需特定“解码动作” ， 如旋转偏振片或滑动扫描条才能正确读取图案。这种“动态解密”机制为未来的智能识别系统提供了全新思路 。

为什么别人仿不了？

这项防伪系统之所以难以破解，关键在于其整合了三种互补的安全机制：

首先，是信息隐形（ covert anti-counterfeiting ） ： 图案被写入薄膜中后，在自然光下完全不可见，只有使用偏光显微镜，在特定偏振角度下才能显现，这种“隐形编码”让仿造者无法直接察觉信息内容。

其次，是挑战–回应式解码机制（ challenge–response authentication ） ： 系统设计了多重触发条件，包括特定的偏振方向、分析器角度，以及动画图案所需的扫描遮罩，没有正确的“解码动作”，图案无法完整呈现。

更进一步，团队在研究中发现，由于偶氮高分子在偏振光照射下会发生光致质量迁移，使得分子链在薄膜内部发生不可预测的微观重组，即使图案模板与照射条件相同，每次写入的图案在纳米尺度下仍具有微小结构差异。这种自然生成的光学“指纹”，赋予材料物理不可克隆特性（ PUF-like characteristic ）。这些差异虽然肉眼难以分辨，却能在显微尺度下形成独一无二的光学“指纹”，使每张薄膜都具备独一无二的身份标识，为高级别认证与防伪提供额外一层防线。

此外，研究还验证了该薄膜的良好可重复性。图案可多次写入与擦除，且图像对比度保持稳定。这为未来结合“防伪标签 + 一物一码”的识别系统打下基础，也展现了其在高强度使用环境下的实用潜力 。

防伪之外，还有更多可能

這项研究不仅在防伪设计上提出了新思路，也为未来多个前沿技术领域带来了启发。

首先，薄膜图案的可重写性与可控性，使其具备高度灵活的使用场景。它不再是“一次性”的安全标记，而是一个可以动态重置、重新编码的功能平台。这为如高阶身份验证、多轮验证系统（例如访客通行、数字资产授权等）提供了新的可能。

此外，图案只有在偏振光或特定遮罩滑动下才能显现，这种“光学门控”行为意味着它具备与硬件系统或读取装置结合的潜力。例如未来可集成进智能手机镜头模组或小型化检测设备，实现“随扫随验”的加密图案识别。

更进一步，薄膜上的结构变异性特性，也可拓展至加密芯片封装、可追踪标签与物联网设备身份识别，成为结合软性材料与物理安全的桥梁。

在材料层面，这种基于分子排列控制的技术平台，也为信息存储、动态光学显示与光场调控元件等方向提供了设计模板，展现出远超防伪本身的技术外溢价值 。

总结

通过精准操控高分子分子的排列行为，台湾阳明交通大学陈俊太教授团队打造出一套融合隐形加密、动态解码与物理指纹特性的多功能防伪平台。该技术不仅实现了图案在光学显微条件下的“可视化切换”与“动画呈现”，还在分子层级上引入了不可复制的结构标识，为高级别安全验证提供了全新路径。这项研究的意义早已超越传统防伪标签的范畴。从信息存储、身份认证到智能器件交互，这种以光驱动、分子响应为核心的材料设计策略，正在为新一代加密与识别系统奠定基础。未来，我们有理由相信，这种“看不见、控得动、仿不了”的材料，将成为推动安全技术革新的关键组成 。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202506526

来源：高分子科学前沿，作者授权独家发布。

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