AI析材料皺褶 創造「人工指紋」 嶺大開發新型智能物料 表面缺陷可變防偽加密圖案
物體出現皺褶或凹陷，往往被視為「損壞」甚至「變形」，有可能被棄用。針對有關情況，嶺南大學聯同內地大學的跨院校研究團隊，綜合分析國際新型物料研究進展，提出可利用材料表面自然形成的紋理，將過去被視為老化或損壞的表面，例如微細皺紋、摺疊或變形結構，轉化為「功能性結構」，配合人工智能（AI）輔助設計，創造具獨特「人工指紋」的新型物料，其信息密度比人類指紋高出100億倍。相關技術有望應用於智能防偽、人工器官及柔性電池研發等功能領域，為材料賦予新生命。
●香港文匯報記者 莫楠
有關研究由嶺大伍絜宜跨學科學院聯同北京航空航天大學及東北大學進行，團隊指，這種結合材料力學、表面結構與實際應用的新型材料具廣泛用途，因其表面紋理難以複製的微米及納米級圖案，可製作成高保安防偽的「人工指紋」，而科學界已有研究證實，此類新型材料的信息密度較人類指紋高出100億倍，大幅提升偽造難度。
未來更有望透過AI輔助設計，預先設定用家所需功能，再由AI演算法優化材料表面形成的皺紋結構，並控制其在受力、受熱、光照、濕度或化學刺激下改變形態，發展成具防偽、資訊加密、防水、自清潔或具備仿生醫療功能的新型物料。
可模擬腦皺褶及黏膜
而在生物醫學應用方面，研究團隊指，已有人利用水凝膠等材料製作具摺疊結構的人造組織，包括模擬人腦皺褶、人體黏膜及器官表面紋理等，為人工器官及組織工程提供嶄新發展方向。
此外，此類皺褶結構亦有助發展可拉伸電池及柔性電子裝置，例如研究可穿戴的電子皮膚，讓傳感器在大幅度拉伸的狀態下，仍能保持穩定導電性與感測能力。
負責研究的嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦表示，傳統製造微細結構的方法，例如光刻、模具壓印或鐳射加工，往往需要複雜設備、多重工序及硬質模板，較難應用於柔軟及可拉伸材料。相反，利用材料本身的力學特性，配合AI演算法輔助設計，有助更有效率地設計及製作微細結構，製作成本及靈活度亦更具優勢。
陳曦表示，過去數十年，力學家花很大力氣消除物體表層的皺褶，但只要掌握背後的力學原理，這些圖案便可製成智能物料，創造具特定功能的表面圖案，把它們變成有用的工具。
相關論文近日已於國際頂尖學術期刊《納微快報》發表，他期望研究能助力香港以至整個大灣區的科研人員和工程師，利用更簡單、低成本的方法製造微米及納米級的表面圖案。
