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美國加州大學(xué)圣地亞哥分校工程師研發(fā)出一種新型光學(xué)技術(shù)，能通過“呼吸”來解鎖隱藏信息。其機制是根據(jù)環(huán)境濕度變化，顯示隱藏圖像并同步發(fā)生顏色改變。此項技術(shù)有望在防偽標(biāo)簽、安全數(shù)據(jù)存儲、交互式顯示及環(huán)境傳感器等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。相關(guān)研究論文已在最新《光：科學(xué)與應(yīng)用》期刊上發(fā)表。

研究人員展示了一款利用該技術(shù)制作的光學(xué)器件。在常規(guī)或低濕度條件下，其顯示為加州大學(xué)圣地亞哥分校標(biāo)志；當(dāng)濕度升高時，另一幅學(xué)校圖書館標(biāo)志會迅速顯現(xiàn)并覆蓋原有圖案。僅需對著該器件呼吸，即可在幾分之一秒內(nèi)完成圖像轉(zhuǎn)換，且這一過程可反復(fù)進(jìn)行。

該光學(xué)器件為郵票大小的芯片，采用雙層設(shè)計。底層采用三硫化銻相變材料，作為可重復(fù)擦寫的圖像存儲介質(zhì)，通過激光寫入、擦除與重寫信息；上層則由疊氮多嫁接的羧甲基纖維素水凝膠構(gòu)成，這種柔性材料會在潮濕時膨脹、干燥時收縮，并可通過紫外線進(jìn)行永久圖案化。

團(tuán)隊融合了相變光子材料與響應(yīng)性水凝膠的特性，將兩種截然不同的材料體系整合為功能性雙層器件。圖像與顏色的轉(zhuǎn)換均具有高速響應(yīng)的特點，濕度變化后約300毫秒即可完成。該器件各層材料成本較低，且可實現(xiàn)規(guī)?；竺娣e生產(chǎn)，具備良好的應(yīng)用擴展?jié)摿Α?/p>

這種分層設(shè)計為計算存儲提供了新的思路，可在同一空間的不同層次編碼信息，并依據(jù)濕度條件進(jìn)行選擇性讀取。此外，濕度變化還會引發(fā)器件整體顏色改變，其原理在于兩層之間存在微米級間隙，水凝膠層的膨脹與收縮會改變間隙尺寸，從而影響光反射特性，產(chǎn)生色彩變化。

論文第一作者、該校電氣與計算機工程博士后阿薩德·諾曼表示，這種技術(shù)可被視作一種內(nèi)嵌式安全功能，環(huán)境條件就如同鑰匙一般“解鎖”不同信息。例如，在信用卡安全標(biāo)簽上，使用者通過呼氣便能顯示隱藏密碼。該技術(shù)亦能用于環(huán)境傳感器，依據(jù)濕度變化實現(xiàn)視覺反饋。