纳米Kevlar液晶气凝胶纤维可实现数字纺织品的信息加密功能

中科院苏州纳米所张学同研究员课题组以Kevlar 纳米纤维为原料，通过液晶纺丝、动态溶胶-凝胶转变、冷冻干燥、冷等离子体疏水等步骤，制备了不同砌块取向度的纳米Kevlar 液晶（NKLC）气凝胶纤维。制备的NKLC 气凝胶纤维具有极高的机械强度（41.0 MPa）、优异的保温性能（0.037 W·m-1·K-1）和自清洁性能（与水接触角为154°）。

值得一提的是，超疏水NKLC 气凝胶纤维可以在气凝胶和凝胶状态之间循环转换，而不同砌块取向的凝胶纤维在偏振光下显示出不同的亮度。基于这些性能，用高低取向的NKLC 气凝胶纤维机织或刺绣的数字纺织品可以在1m2内实现高达6.0Gb 的信息加密和按需解密。

具体来看，研究人员用气凝胶纤维设计制作了识别条形码（即信息），直观地显示信息的加密、存储和解密状态。在正常光线和偏振光下，数字纺织品都不显示存储的信息。当用乙醇浸渍数码纺织品时，在正常光线下信息仍然隐藏。数码纺织品只有在凝胶状态和偏振光下才能识别，电脑也可以读取。此外，通过刺绣气凝胶纤维，研究人员还制造了一种具有二维码（作为隐藏密码）的数字纺织品。同样，只有通过浸泡在乙醇中并在偏振光下观察的解密过程才能显示二维码，并可通过图像处理得到准确的二维码。进而，研究人员提出了一种信息存储纺织品方案，用两种不同砌块取向的气凝胶纤维表示0 和1，每8 根气凝胶纤维组成一个字节。一个字节的长度是8 根纤维的直径之和，宽度根据机织方式计算。如果光纤直径为10μm，字节宽度为2μm，那么每平方厘米的信息织物可以存储62.5 万字节，每平方米可以存储6.0Gb 的信息。由于该数字纺织品可存储大量的信息，且显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应用潜力。

（摘编自中国聚合物网）