微納光學技術
蘇州印象專注于激光全息為核心的微納結構光學顯色技術設計和研究，擁有多項自主研發(fā)的微納結構加工裝備和軟件核心技術，在可視光學防偽領域、無油墨印刷技術領域、光學微納紋理制造領域不斷開拓奮進，取得了數(shù)十項國家發(fā)明專利。
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微納光學紋理是采用激光刻寫、全息技術、超精數(shù)控加工等高精度加工工藝，制成表面光柵微結構，利用光的折射、衍射、散射等物理效應，實現(xiàn)豐富的動態(tài)立體色彩，可做出不銹鋼拉絲紋、水波紋、編織紋等仿真效果，給人以獨特是視覺體驗。這種高精工藝即便是不規(guī)則表面或復雜3D模具，也能達到極佳的呈現(xiàn)效果。并且微納紋理具有更高的分辨率，更精細的條紋，更靈活的設計表達，無任何觸感，可以適合于IMD模內裝飾全制層。
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在選購商品，尤其是針對高價值產品時，你是否發(fā)出過這樣的疑慮：這是正品嗎？如何驗證其真?zhèn)涡?？相信這是每個人都有過的經歷。人們對于“正品”的執(zhí)念正是由于市場上“仿品”泛濫所導致的，消費者對正品的需求性也成為防偽技術發(fā)展的推動力之一。今天以防偽技術其中的一類光學防偽為例，來了解下防偽技術的奧秘。 蘇州印象所研發(fā)生產的微納光學技術，是一種可視化防偽鑒別技術。其原理是基于納米級的微結構，通過數(shù)十道高精復雜工藝，將微結構防偽信息轉移到高分子基材上，形成光學防偽層。這種微納結構具有一定的規(guī)律性，可根據(jù)需求定向設計成特定色彩圖案，這種特定的光譜曲線能夠借助光線發(fā)生折射、衍射或散射的物理效應。即隨著光線射入角度的變化可形成多樣的3D立體、動態(tài)彩色圖案，實現(xiàn)在多個角度可觀察到完全不同的圖像和文字。 這種微納光學防偽技術可進行個性化全息圖制作，靈活多變的與防偽標簽、防偽拉線、防偽膜等各種防偽產品相結合。微納光學結構具有結構致密、性能穩(wěn)定、耐候性強等特點，成品防偽圖層難以復刻，識別方式也簡單，所以有著較廣闊的應用市場，在食品、藥品、美妝、服飾、電器等行業(yè)的防偽都能看到它們的身影。 微納光學防偽技術還可與傳統(tǒng)印刷、激光蝕刻、防偽油墨等多項技術共同作用于防偽產品，形成安全防護等級更高的綜合防偽方案。如證件防偽常采用添加微納光學防偽層，美觀裝飾的同時也可防止個性化信息被篡改；另外在證件上集成熒光油墨、激光蝕刻等其他防偽技術，通過這種多重、多層、多級防偽形式來提升安全防護級別。 無論是微納光學防偽還是其他防偽技術都具有較強的時效性，蘇州印象不斷投入研發(fā)設備，持續(xù)創(chuàng)新研發(fā)，更好的適應日益增長的防偽市場需求。提供防偽解決方案我們更專業(yè)！
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防偽標簽的核心是其自身的防偽特征及識別方法，防偽標簽使用的主要目的，是為了避免未經許可生產的仿制品流通于市場，因此防偽標簽具備防偽特性就顯得尤為重要。當然在日益激烈的商品經濟下，市場對防偽標簽的要求不僅于此，微納光學技術能夠全面滿足市場需求。下面就一起來了解下今天的主角微納光學結構防偽標簽吧。
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傳統(tǒng)紋理工藝有哪些？ 我們日常所見傳統(tǒng)紋理工藝，主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)印刷工藝上，通過不同印刷工藝，使傳統(tǒng)紋理呈現(xiàn)出多姿多彩效果。印刷生產包括八種工藝： 凸版印刷、 凹版印刷、平版印刷、 絲網印刷、 照相復印、 熱轉移印刷、 靜電復印、 噴墨印刷。 其中，前三種印刷方法是運用比較普遍的，在每年生產的印刷品中由前三種方法進行生產而得到的印刷品占據(jù)了較大一部分。 傳統(tǒng)紋理除了采用印刷，還有數(shù)控雕刻（CNC），激光雕刻（鐳雕），電化學刻蝕，甚至照相爛版等工藝制作。 隨著客戶需求的提高，后來又出現(xiàn)特種印刷技術，特種印刷是指將對人的五感有影響的要素注入到印刷品上，使其增強表現(xiàn)效果的同時能夠更佳發(fā)揮其他意外功能。 關于微納光學紋理 微納紋理是一種基于表面微納結構產生的光的反射、折射、衍射、散射等現(xiàn)象，用來表達圖像文字的色彩、反差、動態(tài)、立體等信息，這種微結構承載與玻璃、塑料乃至金屬板材上，可以局部或全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)油墨印刷工藝。 微納紋理的結構 微納光學紋理采用電子束、全息技術、激光寫、超精密數(shù)控加工、電化學等微細加工技術，在裝飾表面形成數(shù)碼編制的微納米結構 （配圖）用原子力顯微鏡采集的微納紋理表面結構 微納紋理量產復制 采用熱壓成型或UV復制成型工藝實現(xiàn)微納紋理的批量生產。 微納光學紋理和傳統(tǒng)紋理的優(yōu)缺點： 傳統(tǒng)印刷紋理質感稍差，分辨率低，略顯粗糙； 傳統(tǒng)印刷帶來的環(huán)境污染較大，不環(huán)保； 除印刷紋理外，其他工藝紋理條紋深度深，只能做IML等工藝，不適合做IMR工藝； 微納光學工藝環(huán)保，污染少。紋理效果可做動態(tài)、3D、炫彩效果，表達靈活； 微納紋理可做淺紋，成形切割性好，可做通透性產品。一體成形，成本低，自動化強，生產效率高； 微納紋理具有更高的分辨率，更精細的條紋，更靈活的設計表達，無任何觸感，適合于IMR、IML、IMF等塑膠IMD、玻璃裝飾。 微納光學紋理的應用 微納紋理適用于不同材質表面，電子電器產品飾面 、建筑裝飾、汽車內飾面、箱包皮布、文娛用品飾面、包裝、標簽底紋材料等。
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近些年，隨著新材料，新工藝的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，CMF也逐漸受到相關產業(yè)鏈的更多關注，CMF在國外發(fā)展歷程相對較長一些，在國內發(fā)展也有十年左右。CMF分別代表的是Color色彩，Material材料和Finishing工藝，主要是針對表面裝飾材料，借助于設計創(chuàng)新，通過材料和工藝來實現(xiàn)，使得前端的設計理念，創(chuàng)新真正落地成為產品。 在CMF的基礎上還需要包含P，也就是Pattern圖案，表面裝飾的設計始終離不開圖案的設計和轉化，在此基礎上上蘇州印象的核心優(yōu)勢微納光學技術又可以與此相結合。
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隨著微納結構加工，以及相關產業(yè)技術的不斷發(fā)展和升級，微納光學紋理的應用也越來越廣泛，主要集中在3C，汽車內飾，裝飾建材等行業(yè)。一方面是消費者，除了對產品功能，品質，性價比的期待，對產品的包裝及外觀也有一定訴求，另一方面，市場的競爭日益激烈，品牌方對產品的外觀，柜臺效應等也有更高的要求，如何讓自己的產品和品牌在同類產品中脫穎而出，更加吸引消費者的目光，這一點非常重要。需求的根本一定來自于市場，來自于消費者。 那么，相對于傳統(tǒng)的印刷等工藝，微納光學紋理有哪些特點和區(qū)別? 首先，微納光學紋理最大的特點是通過在材料表面做出納米級的結構，借助光的折射，反射，衍射等原理，在不同的光線環(huán)境和觀看角度下，顯示出不同的色彩和光學效果，微納結構色更多的是一種動態(tài)，變幻，3D的色彩和效果。 同時，微納紋理可以去模擬各種自然紋理效果，比如木紋，大理石紋等，能夠實現(xiàn)一種特殊的光學紋理效果。 最后，微納光學紋理的材料，工藝的適應性比較好，可以做在薄膜，紙張，塑料，玻璃等不同材質上，還可以結合印刷，PVD鍍膜等工藝，以達到不同的外觀需求，以及產品的物性要求。 光學紋理的產品形式可以是寬幅材料類，一般是通用型的，當然也可以做專版?zhèn)€性化，還可以做成LOGO標識類的成品形式。蘇州印象也在不斷設計和開發(fā)新的紋理，LOGO標牌，以滿足不同行業(yè)的客戶，消費者的需求。
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一、顏色 在生物體系中，主要的顏色來源有兩大類，色素色和結構色。 ? 對于結構色，生活中最常見的例子可能是光盤：從不同角度看一張光盤，我們能看到不同的顏色。這種隨觀察角度改變而變化的顏色叫虹彩色。把光盤放到顯微鏡下，我們可以看到光盤表面規(guī)則排列的微小結構，這些結構也就是光盤上記錄的數(shù)據(jù)。正是因為這些微小結構，造成了光盤的結構色。 ? 但并不是所有結構色都是虹彩色。比如東藍鴝藍色羽毛的顏色也來自結構色，但不會隨觀察角度改變而改變。這種藍色是由無規(guī)則的微觀結構使光發(fā)生散射造成的。 ? 形成結構色的四種方式： ? 第一種結構色產生的機理是光的單層薄膜干涉， 生活中經?？吹降睦邮怯湍ぴ谒娴念伾２煌伾墓庠诓煌肷浣嵌?、不同的油膜厚度發(fā)生干涉，就造成了油膜的豐富色彩。 ? 第二種結構色的產生機理是光在多層薄膜中發(fā)生干涉， 多層薄膜是由兩種折射率不同的物質交替疊加而成。 ? 第三種結構色是由光子晶體 造成的，所謂光子晶體就是由兩種折射率不同的物質周期性排布形成的微觀結構。比如孔雀羽毛的結構色來自羽毛內部的光子晶體結構 ? 第四種結構色是光柵衍射造成的，光柵結構通常采用激光直寫、全息干涉、離子/電子束光刻、數(shù)控加工（CNC）等方法制備。光柵線條間距通常在幾微米甚至幾百納米量級，通過調控光柵周期、角度、深度、折射率、占空比等參數(shù)，實現(xiàn)對光的衍射、散射作用形成結構色。 ? 二、結構色的應用現(xiàn)狀 ? 1、智能顯示結構色薄膜材料復旦大學材料科學系教授武利民團隊將直徑為數(shù)微米至十幾微米的聚合物膠體微球，組裝到普通透明聚合物膠帶的黏膠 層上成單層微球陣列，首次研發(fā)了一種既具有逆反射又具有隨角異色和隨角不變色的智能響應結構色薄膜材料，并揭示了其智能響應結構色的形成機制。 ? 這種逆反射結構色薄膜可應用于夜間交通反光標牌或廣告牌時，由于車燈照明的方向和司機的視角處于同軸，司機從遠到近可觀察到均一、鮮艷的反光顏色；而路邊的行人由于視角和車燈照明方向處于不同軸，隨著車輛由遠及近可觀察到不斷變化的反光顏色，如下圖所示，從而可有效提醒行人（特別是佩戴耳機或聽力受損者）主動避讓后方的車輛，避免交通事故的發(fā)生。通過一定的照明和觀察方式，該薄膜或涂層還可實現(xiàn)其他的智能交通顯示功能，如具有交互式變色和閃爍功能的交通信號標牌等。 ? 圖1.逆反射結構色薄膜制備的交通反光標牌在夜間道路上應用的示意圖，以及車輛距離標牌不同距離L時（80米、50米、30米）（B-D）行人視角和（E-G）司機視角的照片。 ? 圖2. 行駛中的車輛離由遠及近80米，40米，15米和10米時（A-D）司機視角和（E-H）行人視角的廣告牌變化。 ? 產生這種新穎光學現(xiàn)象的原因在于聚合物膠體微球與透明膠帶之 間形成了一種獨特的基于氣墊微球/聚合物的雙層微結構，當白光光束從薄膜無微球一面入射時，光線會在微球陷入部分和未 陷入部分的半球界面上，分別發(fā)生薄膜干涉和全內反射效應，從而依次實現(xiàn)智能結構色產生和逆反射的效果。通過調節(jié)微球 的粒徑可以控制空氣層的厚度，從而產生不同顏色的結構色。 ? 2、紡織品結構生色結構生色紡織品，由于在著色過程中沒 有色素或者染料的參與，不存在褪色現(xiàn)象，無需耗 費大量水資源進行漂洗的同時也避免了富含的色素、染料與印染助劑的廢水排放造成的資源浪費， 為生態(tài)綠色污染整治提供了新思路。 ? 湖北大學王世敏教授和武漢紡織大學徐衛(wèi)林教授等指導的研究團隊研究出一種有效、易操作的碳纖維織物著色方法，不僅顏色可調，還具有優(yōu)良的耐洗滌性能。這項研究已經發(fā)表在國際材料科學領域頂級期刊《ACSNano》 ? 相較于傳統(tǒng)的著色劑，這些完全由結構賦予紡織品顏色的方法，具有顏色水不褪色、環(huán)境友好的優(yōu)點，可作為一種新型著色劑，在紡織品染整、涂料、印刷等方面有非常廣泛的應用前景，這對實現(xiàn)綠色健康的生活具有重要的意義。外界環(huán)境因素，如酸堿性、濕度、溫度、應力等，會對結構生色紡織品中特殊的周期性物理結構有一定的調控作用，由此隨外界環(huán)境因素的變化產生不同顏色的結構色。這種利用外界環(huán)境因素變化在可見光范圍內動態(tài)調控顏色的技術，為傳感器濕度、溫度、酸堿度探測設備的發(fā)展提供了新的思路。此外，還可利用光散射中光強對結構生色的影響以及結構色對觀察角度的依賴性，對隱身材料的制備提供了一種新思路，例如基于光子晶體結構制得的結構色纖維可用做鈔票真?zhèn)螛酥尽?? 3、結構色油滴 美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員是在研究一類特殊的油滴時發(fā)現(xiàn)這種新的結構色機制的。他們將兩種不溶于水但又彼此不互溶的有機物液體分散到水中，形成的油滴并非均勻的球形，在油滴中兩種有機物交界處會形成一個彎曲的液面。隨后他們發(fā)現(xiàn)，在光的照射下，本應無色的液滴的邊緣卻呈現(xiàn)出絢麗的色彩。研究人員通過實驗和理論模擬確認了顏色的成因：由于油滴內上方密度較小的液體折射率高于下方密度較大的液體，當光從上至下照射進油滴時，會在兩種液體的界面處發(fā)生全反射，即入射光全部被反射，不會發(fā)生折射進入另一種介質。由于曲面的存在，經過多次全反射后，照射到液滴不同部位的光會出現(xiàn)光程差，從而發(fā)生干涉，進而導致油滴呈現(xiàn)出特定的顏色。 ? 油滴呈現(xiàn)出的結構色。圖中標尺為100微米（大圖）和2厘米（小圖） ? 研究人員進一步發(fā)現(xiàn)，改變油滴中兩種液體交界處曲面的形狀時，油滴呈現(xiàn)的結構色也會發(fā)生變化，這使得新的顯示技術成為可能。例如他們在水中加入了一種特殊的表面活性劑，其化學結構會在紫外線照射下發(fā)生變化，而這又進一步影響油滴中的曲面形狀。如果選擇性地照射液體中某些區(qū)域，就可以得到兩種不同的顏色，從而呈現(xiàn)出特定的圖案。 改變油滴中液面的形狀會改變油滴的結構色，從而在液面上呈現(xiàn)一定的圖案。圖中標尺為2厘米（中圖）和50微米（右圖） ? 4、光學信息加密南京大學的徐挺教授和陸延青教授帶領其課題組，聯(lián)合美國國家標準與技術研究院的研究人員，合作完成一項利用自然光結構色來繪畫的實驗，他們超高精度地復現(xiàn)了十七世紀荷蘭藝術家揚·維米爾的傳世畫作《戴珍珠耳環(huán)的少女》。 ? 這幅“畫”的實際尺寸只有一毫米左右，需要通過顯微鏡才能觀察到細節(jié)；此外“繪畫”沒用任何顏料，僅靠微納結構材料對光的折射轉化，就為整幅畫精確涂上了應有的色彩；而且首次實現(xiàn)了對光色明暗過渡的控制，讓整幅畫看上去更加富有立體感。 ? 研究人員表示首先這是一種特殊的加密信息存儲方式，可以通過控制光的不同波長輸出和投射轉化，把圖像或文字存儲到一個玻璃片上，由于每一個像素都是納米級的，保存的信息會非常豐富。 ? 其次，實驗需要通過特殊偏光濾鏡調節(jié)才能展現(xiàn)出一張清晰漂亮的畫，如果把這個濾鏡拿掉，那呈現(xiàn)出來的圖案是完全不一樣的，且由于這個微納結構的原始設計和制作相當復雜，很難去仿造，在一定程度上，該技術可以用來做高價值物品的防偽，給某些物品編碼圖像和文字，這個“防偽”標識只有通過一些特殊手段，才能看到它真實的樣貌。 ? 5、微納結構色包裝（無墨印品、微納紋理）任何一個產品都離不開包裝，任何一個包裝也都離不開印刷，而過度印刷往往與綠色環(huán)保相悖，有些甚至是有害的。比如：印刷油墨中常使用乙醇、甲苯、二甲苯等有機溶劑。上述有機溶劑干燥后絕大部分都會被排放在空氣中污染環(huán)境，而殘留部分還會對消費者人體造成危害。特別是上墨面積較大、墨層較厚的印刷品，其殘留溶劑較多，在使用過程中釋放出的有毒物質污染空氣、危害人們的健康。 ? 無墨印品認為，采用環(huán)保材料、工藝，并簡化工藝流程、減少環(huán)境污染、降低制造成本，是企業(yè)目前最大的剛需。 ? 無墨印品是一種基于表面微納結構產生的光的反射、折射、衍射、散射等現(xiàn)象，用來表達圖像文字的色彩、反差、動態(tài)、立體等信息，也就是上面所說的結構色。這種微結構承載在玻璃、塑料乃至金屬板材上，可以局部或全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)油墨印刷工藝。它不僅具有科技、時尚、環(huán)保、低成本等優(yōu)勢，同時可以讓紋理更加精細、豐富和靈活多變。這不僅僅是一種技術層面上的突破，更重要的是一種觀念上的變革。 無墨印品藥包 ? 無墨印品瑪卡酒包 ? 無墨印品電子煙包 ? 無墨印品煙包 ? 蘇州印象科技將環(huán)保、時尚、防偽完美的融合起來，放棄了那種過分強調產品外觀設計上濃妝艷抹的油墨印刷，以一種更為負責任的態(tài)度和方法去創(chuàng)造包裝印品的新形態(tài)，用更簡潔、持久的造型使產品盡可能地延長其使用壽命，同時傳達綠色、人文的精神理念，為環(huán)保印刷包裝，為保障消費者安全做出自己的貢獻。 ? 三、關于結構色的未來 結構色的應用還不止于此，作為一種顛覆性的色彩呈現(xiàn)技術，結構色所具有的獨特性，使其在印刷、顯示、噴涂、防偽等領域必將迎來廣闊的應用前景，在國防和軍事領域，它的應用更是潛力巨大。 ? 利用獨特成色原理，推動隱身、偽裝等軍事技術變革。結構色是一種可以對光波（即電磁波）精細控制的色彩表達方式，可通過對電磁波頻率（波長）、振幅、偏振、自旋和軌道角動量等性質的調控，使它在隱身、偽裝、三維成像、頭盔式顯示、人工智能、虛擬增強和虛擬現(xiàn)實、光信息處理等方面展現(xiàn)出重要軍事價值。國外一家研究機構通過改變染料中納米顆粒間距，讓其只吸收或散射特定顏色的光，在雷達甚至紅外偵測時能達到隱身的效果。這一被稱為“光子染料”的新型技術，若廣泛應用于軍事裝備噴涂，將帶來軍事隱身、偽裝等技術變革，從而極大提高軍事裝備的自身防護能力和軍事行動的隱蔽性。 ? 通過對結構的精細設計，研制可穿戴智能裝備。結構色通常屬于多層微孔結構，通過精細設計，這種特殊結構可讓液體或氣體流入，并讓其實現(xiàn)內部循環(huán)，從而使貼身裝備在不同溫度、濕度條件下，仍具有優(yōu)良的保溫和透氣性能。同時，可在軍服、偽裝材料表面引入周期性疏水或疏油顆粒，制造出兼具偽裝能力和防水防油能力的功能性服飾。 ? 本文資料來源： 1、朱小威，邢鐵玲，《結構生色紡織品的研究進展》，紡織科學與工程學報，37 卷第 4 期( 總第 138 期)； 2、《科學家研發(fā)新型智能顯示結構色薄膜材料》中國科學報；2019 年第 11 期?:111； 3、部分內容轉載自網絡，若有侵權請聯(lián)系編輯。
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前兩期，蘇州印象向大家用圖文形式介紹了防偽標簽上的微納結構光學防偽技術中的顯性部分，包括光柵、彩虹、2D/3D、真彩色、白光透鏡、彩光透鏡、彩色浮雕、金屬立體浮雕、等20項比較顯見微納結構光學防偽技術，詳情點擊“微納光學防偽標簽防偽技術揭秘（上）”、“防偽標簽上有哪些顯性光學防偽技術？”。所謂顯性技術，也就是用肉眼視覺就能夠看到的一些微納結構光學技術，但是大眾消費者往往很難辨別真?zhèn)?，所以其防偽價值
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近年來，隨著國內模壓全息的快速發(fā)展和技術不斷進步，以全息技術工藝為基礎的微結構光學防偽技術已經被很多證卡票簽及品牌商品的安全防偽所采用，每個模壓全息制造商都希望有獨家的防偽技術以便和其他制造商技術區(qū)分開來，畢竟說到防偽技術的本性從來都是人無我有、人有我精、人精我新，走的是一條獨立的在技術研發(fā)上充滿競爭道路。?但是目前制造商對于防偽技術名稱卻一直沒有統(tǒng)一，造成了甲乙雙方對于技術理解的困難，舉例：“光
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最近小編看到了一組讓人眼前一亮的抽象油畫，忍不住想給大家分享一下呢~這是來自葡萄牙藝術家RachaelCassiani的一位美女的作品。?這么和諧的和諧的顏色，看得人真是心情舒爽呢！?你還別說，風景中畫的這么大塊，但是組合到一起還真是有內味了呢藍藍的天空~~~靜靜的湖水~~?我想作者在創(chuàng)作這幅畫的時候，眼前的風景也是這么美得吧~~??都說大自然就是最好的調色盤所以在這里小編又忍不住想要秀一秀我們無
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