随着物联网和信息时代的到来，扫码技术正在被越来越广泛地应用到人们的生产生活当中。然而，各种条码图形的标签材料在日常使用过程中，容易受到机械刮擦损伤，导致图形模糊和信息读取功能丧失。制备一种具有刮擦破损后读取功能自修复的图形码材料具有重要的实用价值。浙江大学计剑教授、任科峰副教授研究团队，基于聚电解质涂层材料的动态运动性，通过光交联手段，制备出一种具备读取功能自修复的二维码图形材料。相关成果发表在权威期刊《美国化学学会-纳米》（ACS Nano 2018, 12, 8686−8696, DOI: 10.1021/acsnano.8b04656）上。论文第一作者为陈夏超博士。

       分别带有正负电荷的聚电解质，通过层状组装（Layer-by-Layer assembly）制备得到的涂层材料具有优异的动态特性。研究团队曾首次报道了基于聚乙烯亚胺（PEI）和聚丙烯酸（PAA）的增强指数增长涂层（Adv. Mater. 2006, 18, 1441），并利用涂层在高湿度环境中通过摄入水分子而提高聚电解质链运动水平，从而带动涂层微结构的演变这一特性，将其发展成为一系列具有结构动态调控能力的功能涂层材料（Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 7470; ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 4309; Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 31168; J Mater Chem B 2016, 4, 6358; ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 1959.）。

       在本研究中，PEI/PAA涂层表面具有天然形成的微结构，且该微结构能够在饱和湿度环境下自发消失；在PAA链上引入光敏感侧基后，通过局部紫外光交联，区域选择性地调控该涂层表面的微结构演变，实现涂层表面光散射差异化（图1）和各种类型图形的写入及可视化（图2）。当这种图形标签材料受到机械刮擦后，条码图形变得模糊且无法读取；然而，把损伤后的图形标签放置在饱和湿度环境中一段时间后，由于涂层表面微结构的演变，二维码图形的读取功能得以恢复（图3），该过程可以循环多次。

▲图1：电子扫描显微镜显示PEI/PAA涂层表面微结构。通过光交联，区域选择性地调控该涂层表面微结构的演变，可以实现该种微结构对水分子的响应，从而实现光散射在涂层表面的差异化，表现为涂层的光通透性调控。

▲图2：通过紫外光交联和饱和湿度处理，实现二维码图形的写入及可视化。

▲图3：二维码图形标签的自修复。

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b04656