[发明专利]基于水凝胶直接打印平台及实现光学图像信息安全的方法

权利要求书

1.一种基于水凝胶直接打印平台，其特征在于：所述打印平台通过如下方法设计得到：

通过电子束曝光技术，直接打印金属-聚乙烯醇-金属三层薄膜结构，利用不同的曝光剂量，能获得阶梯式水凝胶纳米微腔结构，以用于结构色的生成；

对阶梯式水凝胶纳米微腔进行空间排布设计，使其携带光学图像信息；

当环境湿度增加或者过饱和时，根据设计能实现两种光学图像信息安全，包括一次性光学图像传递和光学图像隐藏。

2.如权利要求1所述的基于水凝胶直接打印平台，其特征在于：

所述水凝胶直接打印平台由金属-聚乙烯醇-金属三层薄膜结构组成，并依次放置在二氧化硅基底上以构成FP型纳米微腔；

所述金属-聚乙烯醇-金属三层薄膜结构均为微纳尺寸；

所述聚乙烯醇层的厚度由电子束曝光剂量定制；

所述聚乙烯醇层的厚度对环境湿度响应，在相对湿度范围内，聚乙烯醇层膨胀，使得纳米微腔产生的结构色变化；当环境湿度饱和且过于湿润后，聚乙烯醇层吸收过量水分发生不可逆溶解，能使纳米微腔结构被破坏；

所述金属-聚乙烯醇-金属三层薄膜结构的金属材料为银，所述银材料厚度设置为20nm；聚乙烯醇层厚度为450-550nm。

3.一种利用如权利要求1或2所述基于水凝胶直接打印平台实现光学图像信息安全的方法，其特征在于：该方法用于一次性光学图像传递；

通过两种不同的电子束曝光剂量，打印出具有所需光学图案的阶梯式水凝胶纳米微腔分布，以用于光学图像信息传递；

当传递的信息被接收后，通过使图像表面的环境湿度过饱和，聚乙烯醇层溶解，使得纳米微腔产生的结构色被破坏，最终导致传递的光学图像信息被销毁；即所述的实现一次性光学图像传递。

4.一种利用如权利要求1或2所述的基于水凝胶直接打印平台实现光学图像信息安全的方法，其特征在于：该方法用于光学信息隐藏；

通过采用两种相似的曝光剂量，直接打印出两种腔长相近的水凝胶纳米微腔，用于构建所需的光学图像；由于两种纳米微腔的腔长接近，能在室内湿度环境下产生相同的颜色，打印的光学图像无法被观测到，实现了光学信息的隐藏；

当环境湿度增加时，聚乙烯醇层厚度膨胀，使得两种纳米微腔的腔长由接近到差异化，导致产生的颜色也出现不同，最终解密出隐藏的光学图像信息。