導讀
近日，德國德累斯頓工業大學領導的物理學家團隊開發出一種在完全透明的塑料薄片中讀、寫、擦除信息的新方法。
背景
標籤，在我們的生活中幾乎無處不在，通常貼在物體上面，用於標註相關信息。一般來說，標籤上的信息可以是文字、圖片、二維碼等。
筆記本電腦上的標籤（圖片來源：維基百科）
近年來，電子、通信、材料、物聯網等技術的蓬勃發展，賦予了標籤更多創新性的功能與用途。
接下來，讓我們通過幾個具體的案例，來直觀地看看標籤都有哪些創新？
（一）德國卡爾斯魯厄理工學院和蔡司公司的研究人員提出採用3D打印的微觀結構，例如全息圖像，來打造三維防偽標籤。
（圖片來源：Frederik Mayer/KIT）
（二）英國蘭卡斯特大學的研究人員利用石墨烯及其他二維材料的“缺陷”，創造出無法複製的、原子級的唯一標識。用戶只要用手機掃描一下這個標籤，就可以判斷出商品真偽。
（三）美國加州大學聖迭戈分校與威斯康星大學麥迪遜分校工程師們開發出一種可印刷的金屬標籤，可以粘貼到日常用品上，將這些物品變成“物聯網”設備。
（圖片來源：Xinyu Zhang）
（四）美國麻省理工學院媒體實驗室的研究人員們開發出一種無線系統，採用在數以億計產品上廣泛使用的廉價RFID標籤，進行食品安全檢測。
創新
今天，筆者要為大家再介紹一種具有創新意義的標籤。
近日，德國德累斯頓工業大學教授 Sebastian Reineke 領導的物理學家團隊開發出一種在完全透明的塑料薄片中讀、寫、擦除信息的新方法。他們的創意被髮表在著名的在線期刊《科學進展（Science Advances）》上。
（圖片來源：Max Gmelch 和 Heidi Thomas / 德累斯頓工業大學）
技術
Reineke 教授和他的“發光與激子有機半導體（LEXOS）“研究團隊一直採用厚度低於50微米（比人類頭髮絲還要薄）的塑料薄片開展工作。在這些透明塑料薄片中，他們加入了有機發光分子。
一開始，這些分子處於不活躍的黑暗狀態。通過局部紫外線照射，這種黑暗狀態可轉化為活躍的發光狀態。掩膜照射或者激光直寫，可以將具有活性的圖案打印到薄片上，分辨率堪比普通的激光打印機。這種圖案會發出與夜光貼紙相似的光線，因此刻印的信息就能被讀出。通過紅外線照射，這個標籤很容易被完全擦除，而新數據可以再寫到標籤中。
這些可設計的透明標籤的工作機制是基於著名的氧分子。氧分子出現在塑料薄片中，從發光的分子中“竊取”光能。紫外線照射催生了一種化學反應，它有效地移除了這一層中的氧分子。因此，發光分子被激活並能夠發出光線。相反，去活化過程則是採用紅外線，讓薄片溫度升高，導致透氧性的提升，讓氧分子重新填充這一層。
價值
這些新型標籤可以做成任何尺寸。這種材料的成本很低，每平方米的成本不足兩歐元。它有望帶來一系列的應用，例如條形碼、序列號、地址等信息可以被隱藏，僅在需要時才會被讀出。此外，這些透明的標籤也有望將文檔安全和防偽提升到一個全新的水平。
Reineke 教授已經在考慮更長遠的事情：“這些透明、可重寫的標籤具有多種用途。我們可以將這些標籤製造得比傳統的條形碼貼紙更薄。這些標籤可以靈活地替代我們日常生活中信息交換所常用的許多技術方案。這些發光標籤有望淘汰在某些地方存儲信息的電子器件。這種系統的開發和優化開闢了一個寬泛的研究領域，這個領域用一種跨科學的方式將材料開發、工藝工程和基礎研究帶到了一起。”
關鍵字
信息、存儲、光學、標籤、化學【1】https://tu-dresden.de/tu-dresden/newsportal/news/etiketten-der-zukunft-dresdner-physiker-schreiben-lesen-und-radieren-mit-licht
【2】M. Gmelch, H. Thomas, F. Fries, S. Reineke. Programmable transparent organic luminescent tags. Science Advances, 2019 DOI: 10.1126/sciadv.aau7310
閱讀更多 環球創新智慧 的文章
