微纳光学技术
苏州印象专注于激光全息为核心的微纳结构光学显色技术设计和研究，拥有多项自主研发的微纳结构加工装备和软件核心技术，在可视光学防伪领域、无油墨印刷技术领域、光学微纳纹理制造领域不断开拓奋进，取得了数十项国家发明专利。
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微纳光学纹理是采用激光刻写、全息技术、超精数控加工等高精度加工工艺，制成表面光栅微结构，利用光的折射、衍射、散射等物理效应，实现丰富的动态立体色彩，可做出不锈钢拉丝纹、水波纹、编织纹等仿真效果，给人以独特是视觉体验。这种高精工艺即便是不规则表面或复杂3D模具，也能达到极佳的呈现效果。并且微纳纹理具有更高的分辨率，更精细的条纹，更灵活的设计表达，无任何触感，可以适合于IMD模内装饰全制层。
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在选购商品，尤其是针对高价值产品时，你是否发出过这样的疑虑：这是正品吗？如何验证其真伪性？相信这是每个人都有过的经历。人们对于“正品”的执念正是由于市场上“仿品”泛滥所导致的，消费者对正品的需求性也成为防伪技术发展的推动力之一。今天以防伪技术其中的一类光学防伪为例，来了解下防伪技术的奥秘。 苏州印象所研发生产的微纳光学技术，是一种可视化防伪鉴别技术。其原理是基于纳米级的微结构，通过数十道高精复杂工艺，将微结构防伪信息转移到高分子基材上，形成光学防伪层。这种微纳结构具有一定的规律性，可根据需求定向设计成特定色彩图案，这种特定的光谱曲线能够借助光线发生折射、衍射或散射的物理效应。即随着光线射入角度的变化可形成多样的3D立体、动态彩色图案，实现在多个角度可观察到完全不同的图像和文字。 这种微纳光学防伪技术可进行个性化全息图制作，灵活多变的与防伪标签、防伪拉线、防伪膜等各种防伪产品相结合。微纳光学结构具有结构致密、性能稳定、耐候性强等特点，成品防伪图层难以复刻，识别方式也简单，所以有着较广阔的应用市场，在食品、药品、美妆、服饰、电器等行业的防伪都能看到它们的身影。 微纳光学防伪技术还可与传统印刷、激光蚀刻、防伪油墨等多项技术共同作用于防伪产品，形成安全防护等级更高的综合防伪方案。如证件防伪常采用添加微纳光学防伪层，美观装饰的同时也可防止个性化信息被篡改；另外在证件上集成荧光油墨、激光蚀刻等其他防伪技术，通过这种多重、多层、多级防伪形式来提升安全防护级别。 无论是微纳光学防伪还是其他防伪技术都具有较强的时效性，苏州印象不断投入研发设备，持续创新研发，更好的适应日益增长的防伪市场需求。提供防伪解决方案我们更专业！
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防伪标签的核心是其自身的防伪特征及识别方法，防伪标签使用的主要目的，是为了避免未经许可生产的仿制品流通于市场，因此防伪标签具备防伪特性就显得尤为重要。当然在日益激烈的商品经济下，市场对防伪标签的要求不仅于此，微纳光学技术能够全面满足市场需求。下面就一起来了解下今天的主角微纳光学结构防伪标签吧。
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传统纹理工艺有哪些？ 我们日常所见传统纹理工艺，主要体现在传统印刷工艺上，通过不同印刷工艺，使传统纹理呈现出多姿多彩效果。印刷生产包括八种工艺： 凸版印刷、 凹版印刷、平版印刷、 丝网印刷、 照相复印、 热转移印刷、 静电复印、 喷墨印刷。 其中，前三种印刷方法是运用比较普遍的，在每年生产的印刷品中由前三种方法进行生产而得到的印刷品占据了较大一部分。 传统纹理除了采用印刷，还有数控雕刻（CNC），激光雕刻（镭雕），电化学刻蚀，甚至照相烂版等工艺制作。 随着客户需求的提高，后来又出现特种印刷技术，特种印刷是指将对人的五感有影响的要素注入到印刷品上，使其增强表现效果的同时能够更佳发挥其他意外功能。 关于微纳光学纹理 微纳纹理是一种基于表面微纳结构产生的光的反射、折射、衍射、散射等现象，用来表达图像文字的色彩、反差、动态、立体等信息，这种微结构承载与玻璃、塑料乃至金属板材上，可以局部或全部代替传统油墨印刷工艺。 微纳纹理的结构 微纳光学纹理采用电子束、全息技术、激光写、超精密数控加工、电化学等微细加工技术，在装饰表面形成数码编制的微纳米结构 （配图）用原子力显微镜采集的微纳纹理表面结构 微纳纹理量产复制 采用热压成型或UV复制成型工艺实现微纳纹理的批量生产。 微纳光学纹理和传统纹理的优缺点： 传统印刷纹理质感稍差，分辨率低，略显粗糙； 传统印刷带来的环境污染较大，不环保； 除印刷纹理外，其他工艺纹理条纹深度深，只能做IML等工艺，不适合做IMR工艺； 微纳光学工艺环保，污染少。纹理效果可做动态、3D、炫彩效果，表达灵活； 微纳纹理可做浅纹，成形切割性好，可做通透性产品。一体成形，成本低，自动化强，生产效率高； 微纳纹理具有更高的分辨率，更精细的条纹，更灵活的设计表达，无任何触感，适合于IMR、IML、IMF等塑胶IMD、玻璃装饰。 微纳光学纹理的应用 微纳纹理适用于不同材质表面，电子电器产品饰面 、建筑装饰、汽车内饰面、箱包皮布、文娱用品饰面、包装、标签底纹材料等。
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近些年，随着新材料，新工艺的不断发展和创新，CMF也逐渐受到相关产业链的更多关注，CMF在国外发展历程相对较长一些，在国内发展也有十年左右。CMF分别代表的是Color色彩，Material材料和Finishing工艺，主要是针对表面装饰材料，借助于设计创新，通过材料和工艺来实现，使得前端的设计理念，创新真正落地成为产品。 在CMF的基础上还需要包含P，也就是Pattern图案，表面装饰的设计始终离不开图案的设计和转化，在此基础上上苏州印象的核心优势微纳光学技术又可以与此相结合。
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随着微纳结构加工，以及相关产业技术的不断发展和升级，微纳光学纹理的应用也越来越广泛，主要集中在3C，汽车内饰，装饰建材等行业。一方面是消费者，除了对产品功能，品质，性价比的期待，对产品的包装及外观也有一定诉求，另一方面，市场的竞争日益激烈，品牌方对产品的外观，柜台效应等也有更高的要求，如何让自己的产品和品牌在同类产品中脱颖而出，更加吸引消费者的目光，这一点非常重要。需求的根本一定来自于市场，来自于消费者。 那么，相对于传统的印刷等工艺，微纳光学纹理有哪些特点和区别? 首先，微纳光学纹理最大的特点是通过在材料表面做出纳米级的结构，借助光的折射，反射，衍射等原理，在不同的光线环境和观看角度下，显示出不同的色彩和光学效果，微纳结构色更多的是一种动态，变幻，3D的色彩和效果。 同时，微纳纹理可以去模拟各种自然纹理效果，比如木纹，大理石纹等，能够实现一种特殊的光学纹理效果。 最后，微纳光学纹理的材料，工艺的适应性比较好，可以做在薄膜，纸张，塑料，玻璃等不同材质上，还可以结合印刷，PVD镀膜等工艺，以达到不同的外观需求，以及产品的物性要求。 光学纹理的产品形式可以是宽幅材料类，一般是通用型的，当然也可以做专版个性化，还可以做成LOGO标识类的成品形式。苏州印象也在不断设计和开发新的纹理，LOGO标牌，以满足不同行业的客户，消费者的需求。
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一、颜色 在生物体系中，主要的颜色来源有两大类，色素色和结构色。 对于结构色，生活中最常见的例子可能是光盘：从不同角度看一张光盘，我们能看到不同的颜色。这种随观察角度改变而变化的颜色叫虹彩色。把光盘放到显微镜下，我们可以看到光盘表面规则排列的微小结构，这些结构也就是光盘上记录的数据。正是因为这些微小结构，造成了光盘的结构色。 但并不是所有结构色都是虹彩色。比如东蓝鸲蓝色羽毛的颜色也来自结构色，但不会随观察角度改变而改变。这种蓝色是由无规则的微观结构使光发生散射造成的。 形成结构色的四种方式： 第一种结构色产生的机理是光的单层薄膜干涉， 生活中经常看到的例子是油膜在水面的颜色。不同颜色的光在不同入射角度、不同的油膜厚度发生干涉，就造成了油膜的丰富色彩。 第二种结构色的产生机理是光在多层薄膜中发生干涉， 多层薄膜是由两种折射率不同的物质交替叠加而成。 第三种结构色是由光子晶体 造成的，所谓光子晶体就是由两种折射率不同的物质周期性排布形成的微观结构。比如孔雀羽毛的结构色来自羽毛内部的光子晶体结构 第四种结构色是光栅衍射造成的，光栅结构通常采用激光直写、全息干涉、离子/电子束光刻、数控加工（CNC）等方法制备。光栅线条间距通常在几微米甚至几百纳米量级，通过调控光栅周期、角度、深度、折射率、占空比等参数，实现对光的衍射、散射作用形成结构色。 二、结构色的应用现状 1、智能显示结构色薄膜材料复旦大学材料科学系教授武利民团队将直径为数微米至十几微米的聚合物胶体微球，组装到普通透明聚合物胶带的黏胶 层上成单层微球阵列，首次研发了一种既具有逆反射又具有随角异色和随角不变色的智能响应结构色薄膜材料，并揭示了其智能响应结构色的形成机制。 这种逆反射结构色薄膜可应用于夜间交通反光标牌或广告牌时，由于车灯照明的方向和司机的视角处于同轴，司机从远到近可观察到均一、鲜艳的反光颜色；而路边的行人由于视角和车灯照明方向处于不同轴，随着车辆由远及近可观察到不断变化的反光颜色，如下图所示，从而可有效提醒行人（特别是佩戴耳机或听力受损者）主动避让后方的车辆，避免交通事故的发生。通过一定的照明和观察方式，该薄膜或涂层还可实现其他的智能交通显示功能，如具有交互式变色和闪烁功能的交通信号标牌等。 图1.逆反射结构色薄膜制备的交通反光标牌在夜间道路上应用的示意图，以及车辆距离标牌不同距离L时（80米、50米、30米）（B-D）行人视角和（E-G）司机视角的照片。 图2. 行驶中的车辆离由远及近80米，40米，15米和10米时（A-D）司机视角和（E-H）行人视角的广告牌变化。 产生这种新颖光学现象的原因在于聚合物胶体微球与透明胶带之 间形成了一种独特的基于气垫微球/聚合物的双层微结构，当白光光束从薄膜无微球一面入射时，光线会在微球陷入部分和未 陷入部分的半球界面上，分别发生薄膜干涉和全内反射效应，从而依次实现智能结构色产生和逆反射的效果。通过调节微球 的粒径可以控制空气层的厚度，从而产生不同颜色的结构色。 2、纺织品结构生色结构生色纺织品，由于在着色过程中没 有色素或者染料的参与，不存在褪色现象，无需耗 费大量水资源进行漂洗的同时也避免了富含的色素、染料与印染助剂的废水排放造成的资源浪费， 为生态绿色污染整治提供了新思路。 湖北大学王世敏教授和武汉纺织大学徐卫林教授等指导的研究团队研究出一种有效、易操作的碳纤维织物着色方法，不仅颜色可调，还具有优良的耐洗涤性能。这项研究已经发表在国际材料科学领域顶级期刊《ACSNano》 相较于传统的着色剂，这些完全由结构赋予纺织品颜色的方法，具有颜色水不褪色、环境友好的优点，可作为一种新型着色剂，在纺织品染整、涂料、印刷等方面有非常广泛的应用前景，这对实现绿色健康的生活具有重要的意义。外界环境因素，如酸碱性、湿度、温度、应力等，会对结构生色纺织品中特殊的周期性物理结构有一定的调控作用，由此随外界环境因素的变化产生不同颜色的结构色。这种利用外界环境因素变化在可见光范围内动态调控颜色的技术，为传感器湿度、温度、酸碱度探测设备的发展提供了新的思路。此外，还可利用光散射中光强对结构生色的影响以及结构色对观察角度的依赖性，对隐身材料的制备提供了一种新思路，例如基于光子晶体结构制得的结构色纤维可用做钞票真伪标志。 3、结构色油滴 美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员是在研究一类特殊的油滴时发现这种新的结构色机制的。他们将两种不溶于水但又彼此不互溶的有机物液体分散到水中，形成的油滴并非均匀的球形，在油滴中两种有机物交界处会形成一个弯曲的液面。随后他们发现，在光的照射下，本应无色的液滴的边缘却呈现出绚丽的色彩。研究人员通过实验和理论模拟确认了颜色的成因：由于油滴内上方密度较小的液体折射率高于下方密度较大的液体，当光从上至下照射进油滴时，会在两种液体的界面处发生全反射，即入射光全部被反射，不会发生折射进入另一种介质。由于曲面的存在，经过多次全反射后，照射到液滴不同部位的光会出现光程差，从而发生干涉，进而导致油滴呈现出特定的颜色。 油滴呈现出的结构色。图中标尺为100微米（大图）和2厘米（小图） 研究人员进一步发现，改变油滴中两种液体交界处曲面的形状时，油滴呈现的结构色也会发生变化，这使得新的显示技术成为可能。例如他们在水中加入了一种特殊的表面活性剂，其化学结构会在紫外线照射下发生变化，而这又进一步影响油滴中的曲面形状。如果选择性地照射液体中某些区域，就可以得到两种不同的颜色，从而呈现出特定的图案。 改变油滴中液面的形状会改变油滴的结构色，从而在液面上呈现一定的图案。图中标尺为2厘米（中图）和50微米（右图） 4、光学信息加密南京大学的徐挺教授和陆延青教授带领其课题组，联合美国国家标准与技术研究院的研究人员，合作完成一项利用自然光结构色来绘画的实验，他们超高精度地复现了十七世纪荷兰艺术家扬·维米尔的传世画作《戴珍珠耳环的少女》。 这幅“画”的实际尺寸只有一毫米左右，需要通过显微镜才能观察到细节；此外“绘画”没用任何颜料，仅靠微纳结构材料对光的折射转化，就为整幅画精确涂上了应有的色彩；而且首次实现了对光色明暗过渡的控制，让整幅画看上去更加富有立体感。 研究人员表示首先这是一种特殊的加密信息存储方式，可以通过控制光的不同波长输出和投射转化，把图像或文字存储到一个玻璃片上，由于每一个像素都是纳米级的，保存的信息会非常丰富。 其次，实验需要通过特殊偏光滤镜调节才能展现出一张清晰漂亮的画，如果把这个滤镜拿掉，那呈现出来的图案是完全不一样的，且由于这个微纳结构的原始设计和制作相当复杂，很难去仿造，在一定程度上，该技术可以用来做高价值物品的防伪，给某些物品编码图像和文字，这个“防伪”标识只有通过一些特殊手段，才能看到它真实的样貌。 5、微纳结构色包装（无墨印品、微纳纹理）任何一个产品都离不开包装，任何一个包装也都离不开印刷，而过度印刷往往与绿色环保相悖，有些甚至是有害的。比如：印刷油墨中常使用乙醇、甲苯、二甲苯等有机溶剂。上述有机溶剂干燥后绝大部分都会被排放在空气中污染环境，而残留部分还会对消费者人体造成危害。特别是上墨面积较大、墨层较厚的印刷品，其残留溶剂较多，在使用过程中释放出的有毒物质污染空气、危害人们的健康。 无墨印品认为，采用环保材料、工艺，并简化工艺流程、减少环境污染、降低制造成本，是企业目前最大的刚需。 无墨印品是一种基于表面微纳结构产生的光的反射、折射、衍射、散射等现象，用来表达图像文字的色彩、反差、动态、立体等信息，也就是上面所说的结构色。这种微结构承载在玻璃、塑料乃至金属板材上，可以局部或全部代替传统油墨印刷工艺。它不仅具有科技、时尚、环保、低成本等优势，同时可以让纹理更加精细、丰富和灵活多变。这不仅仅是一种技术层面上的突破，更重要的是一种观念上的变革。 无墨印品药包 无墨印品玛卡酒包 无墨印品电子烟包 无墨印品烟包 苏州印象科技将环保、时尚、防伪完美的融合起来，放弃了那种过分强调产品外观设计上浓妆艳抹的油墨印刷，以一种更为负责任的态度和方法去创造包装印品的新形态，用更简洁、持久的造型使产品尽可能地延长其使用寿命，同时传达绿色、人文的精神理念，为环保印刷包装，为保障消费者安全做出自己的贡献。 三、关于结构色的未来 结构色的应用还不止于此，作为一种颠覆性的色彩呈现技术，结构色所具有的独特性，使其在印刷、显示、喷涂、防伪等领域必将迎来广阔的应用前景，在国防和军事领域，它的应用更是潜力巨大。 利用独特成色原理，推动隐身、伪装等军事技术变革。结构色是一种可以对光波（即电磁波）精细控制的色彩表达方式，可通过对电磁波频率（波长）、振幅、偏振、自旋和轨道角动量等性质的调控，使它在隐身、伪装、三维成像、头盔式显示、人工智能、虚拟增强和虚拟现实、光信息处理等方面展现出重要军事价值。国外一家研究机构通过改变染料中纳米颗粒间距，让其只吸收或散射特定颜色的光，在雷达甚至红外侦测时能达到隐身的效果。这一被称为“光子染料”的新型技术，若广泛应用于军事装备喷涂，将带来军事隐身、伪装等技术变革，从而极大提高军事装备的自身防护能力和军事行动的隐蔽性。 通过对结构的精细设计，研制可穿戴智能装备。结构色通常属于多层微孔结构，通过精细设计，这种特殊结构可让液体或气体流入，并让其实现内部循环，从而使贴身装备在不同温度、湿度条件下，仍具有优良的保温和透气性能。同时，可在军服、伪装材料表面引入周期性疏水或疏油颗粒，制造出兼具伪装能力和防水防油能力的功能性服饰。 本文资料来源： 1、朱小威，邢铁玲，《结构生色纺织品的研究进展》，纺织科学与工程学报，37 卷第 4 期( 总第 138 期)； 2、《科学家研发新型智能显示结构色薄膜材料》中国科学报；2019 年第 11 期 :111； 3、部分内容转载自网络，若有侵权请联系编辑。
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前两期，苏州印象向大家用图文形式介绍了防伪标签上的微纳结构光学防伪技术中的显性部分，包括光栅、彩虹、2D/3D、真彩色、白光透镜、彩光透镜、彩色浮雕、金属立体浮雕、等20项比较显见微纳结构光学防伪技术，详情点击“微纳光学防伪标签防伪技术揭秘（上）”、“防伪标签上有哪些显性光学防伪技术？”。所谓显性技术，也就是用肉眼视觉就能够看到的一些微纳结构光学技术，但是大众消费者往往很难辨别真伪，所以其防伪价值
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近年来，随着国内模压全息的快速发展和技术不断进步，以全息技术工艺为基础的微结构光学防伪技术已经被很多证卡票签及品牌商品的安全防伪所采用，每个模压全息制造商都希望有独家的防伪技术以便和其他制造商技术区分开来，毕竟说到防伪技术的本性从来都是人无我有、人有我精、人精我新，走的是一条独立的在技术研发上充满竞争道路。 但是目前制造商对于防伪技术名称却一直没有统一，造成了甲乙双方对于技术理解的困难，举例：“光
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最近小编看到了一组让人眼前一亮的抽象油画，忍不住想给大家分享一下呢~这是来自葡萄牙艺术家RachaelCassiani的一位美女的作品。 这么和谐的和谐的颜色，看得人真是心情舒爽呢！ 你还别说，风景中画的这么大块，但是组合到一起还真是有内味了呢蓝蓝的天空~~~静静的湖水~~ 我想作者在创作这幅画的时候，眼前的风景也是这么美得吧~~ 都说大自然就是最好的调色盘所以在这里小编又忍不住想要秀一秀我们无
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