納米Kevlar液晶氣凝膠纖維可實現數字紡織品的信息加密功能

中科院蘇州納米所張學同研究員課題組以Kevlar 納米纖維為原料，通過液晶紡絲、動態溶膠-凝膠轉變、冷凍干燥、冷等離子體疏水等步驟，制備了不同砌塊取向度的納米Kevlar 液晶（NKLC）氣凝膠纖維。制備的NKLC 氣凝膠纖維具有極高的機械強度（41.0 MPa）、優異的保溫性能（0.037 W·m-1·K-1）和自清潔性能（與水接觸角為154°）。

值得一提的是，超疏水NKLC 氣凝膠纖維可以在氣凝膠和凝膠狀態之間循環轉換，而不同砌塊取向的凝膠纖維在偏振光下顯示出不同的亮度。基于這些性能，用高低取向的NKLC 氣凝膠纖維機織或刺繡的數字紡織品可以在1m2內實現高達6.0Gb 的信息加密和按需解密。

具體來看，研究人員用氣凝膠纖維設計制作了識別條形碼（即信息），直觀地顯示信息的加密、存儲和解密狀態。在正常光線和偏振光下，數字紡織品都不顯示存儲的信息。當用乙醇浸漬數碼紡織品時，在正常光線下信息仍然隱藏。數碼紡織品只有在凝膠狀態和偏振光下才能識別，電腦也可以讀取。此外，通過刺繡氣凝膠纖維，研究人員還制造了一種具有二維碼（作為隱藏密碼）的數字紡織品。同樣，只有通過浸泡在乙醇中并在偏振光下觀察的解密過程才能顯示二維碼，并可通過圖像處理得到準確的二維碼。進而，研究人員提出了一種信息存儲紡織品方案，用兩種不同砌塊取向的氣凝膠纖維表示0 和1，每8 根氣凝膠纖維組成一個字節。一個字節的長度是8 根纖維的直徑之和，寬度根據機織方式計算。如果光纖直徑為10μm，字節寬度為2μm，那么每平方厘米的信息織物可以存儲62.5 萬字節，每平方米可以存儲6.0Gb 的信息。由于該數字紡織品可存儲大量的信息，且顯示出良好的信息安全性，故其在信息加密、按需解密等方面具有一定應用潛力。

（摘編自中國聚合物網）