冬奧紀(jì)念鈔上的色彩黑科技

王篤金　陽明書 董俠

第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動會吸引著全世界人民的目光。為慶祝和紀(jì)念北京冬奧會，中國人民銀行于2021年12月21日發(fā)行了一套紀(jì)念鈔。一塑一紙，一冰一雪，定格精彩、非凡、卓越的奧運(yùn)時刻，讓瞬間成為永恒。

塑料制成的鈔票可不簡單

第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動會紀(jì)念鈔一套兩張，其中雪上運(yùn)動為紙鈔、冰上運(yùn)動為塑料鈔。

冬奧冰上運(yùn)動紀(jì)念鈔是我國首枚具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的塑料鈔，也是亞洲國家第一枚自主研發(fā)的塑料鈔，更重要的是，它還是奧林匹克運(yùn)動會歷史上的第一枚塑料紀(jì)念鈔。

塑料鈔是以高分子薄膜為基膜的貨幣，采用多種防偽技術(shù)印制而成，使用壽命長、干凈不易污染且環(huán)保。與傳統(tǒng)的紙鈔相比，塑料鈔更難偽造仿制，能夠有效地防止假幣產(chǎn)生，是世界貨幣發(fā)展的主要方向。塑料鈔印制存在諸多技術(shù)瓶頸，我國在塑料鈔領(lǐng)域的探索一直未曾止步，才有了如今這枚完全自主研發(fā)的冬奧塑料紀(jì)念鈔的面市。

塑料鈔票的生產(chǎn)過程主要有4道工序：首先是塑料基膜；其次是涂布，就是要將塑料基材處理得像紙一樣，這樣油墨才能印上去；第三道工序是印刷；最后一道工序是防偽處理。世界上雖已有30多個國家使用塑料鈔，卻只有3個國家具備塑料鈔基材的研制和生產(chǎn)能力。印鈔技術(shù)對基材要求極高，塑料薄膜又有剛?cè)崞胶怆y以兼顧的技術(shù)難題，這使世界上先進(jìn)的塑料鈔基材制備技術(shù)都掌握在澳大利亞和英國這兩個國家手中。其他國家印制塑料鈔，基材均受制于這兩個國家。

我國多年前就開始研究自己的塑料鈔制備技術(shù)。在多方支持下，中國科學(xué)院化學(xué)研究所基于多年的基礎(chǔ)研究積累，持續(xù)開展塑料鈔基膜的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)了塑料鈔基膜的穩(wěn)定生產(chǎn)。

塑料鈔的基膜大有講究

塑料鈔的基膜是以聚丙烯為主要原料，經(jīng)過雙向拉伸技術(shù)制備的多層薄膜，簡稱BOPP 薄膜。BOPP 薄膜是常見的包裝薄膜材料，各類生活用品包裝都會用到它，像是衣服、鞋襪、書籍等。BOPP薄膜與其他材料復(fù)合后還可用于食品、藥品等包裝，比如薯片包裝袋的表面印刷層、化妝品瓶上的標(biāo)簽。

如果想用BOPP 薄膜來印制鈔票，就要克服這種材料軟塌、油墨難以附著、容易熱變形、靜電嚴(yán)重等缺點(diǎn)。于是，科學(xué)家利用原料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新等手段實(shí)現(xiàn)了薄膜的“變身”。

薄膜的制備過程就像做餅一樣。聚丙烯就是餅坯，經(jīng)過前后左右的拉伸，變成了一張透明且厚度均勻的薄膜。再經(jīng)過“烤餅”的過程——進(jìn)行表面極性處理，適合印刷塑料鈔的透明薄膜就做好了。經(jīng)過這個拉伸過程和表層處理技術(shù)，薄膜變得剛?cè)崞胶?、適合印刷，還具有更加耐磨、不易折斷、不怕揉洗、手感柔軟，且無纖維、無孔隙、防靜電、防油污、防復(fù)印、防偽特性良好、可使用周期長等優(yōu)點(diǎn)?？茖W(xué)家還通過控制聚丙烯的結(jié)晶結(jié)構(gòu)與微尺寸，使薄膜呈現(xiàn)出如冰一般的晶瑩剔透感。

透明薄膜的可印刷性、透明性和美觀特點(diǎn)，讓冬奧塑料紀(jì)念鈔實(shí)現(xiàn)了多重防偽技術(shù)特征的印制。從垂直、傾斜等多個方向，都可以觀察到全息防偽的動感特征，讓人感受到靈動之美。

“綠水青山就是金山銀山”

塑料鈔區(qū)別于紙鈔的一個明顯特征，就是塑料鈔的票面上開了一個透明視窗，用以設(shè)計(jì)制作不同的防偽特征。冰上運(yùn)動塑料紀(jì)念鈔上讓大家贊不絕口的透明視窗設(shè)計(jì)，不是油墨或全息印刷而成的，而是采用了更為復(fù)雜的全新納米光學(xué)微觀結(jié)構(gòu)，能夠展現(xiàn)出具有動態(tài)特征的結(jié)構(gòu)色，紀(jì)念鈔的角度稍微改變一下，“綠水青山”就秒變“金山銀山”。

平時我們在大自然中，常常會發(fā)現(xiàn)一些特別美艷的顏色，比如孔雀的羽毛、蝴蝶的翅膀等，但當(dāng)我們想通過畫筆將它們記錄下來時，總覺得有那么點(diǎn)“色差”。這是因?yàn)樗鼈儾⒎巧厣墙Y(jié)構(gòu)色。所謂結(jié)構(gòu)色，是指那些不依賴色素或者其他添加劑，僅憑微觀結(jié)構(gòu)對光的衍射和散射等就可以顯示的絢麗色彩。由于結(jié)構(gòu)色具有不褪色、環(huán)保和獨(dú)特的光學(xué)效果等優(yōu)點(diǎn)，在顯示與防偽等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

紀(jì)念鈔透明視窗的“金山銀山”就用到了這個概念。它采用仿生學(xué)領(lǐng)域中全新的納米光學(xué)微觀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的厚度相當(dāng)于頭發(fā)絲厚度的千分之一，比常規(guī)全息技術(shù)能呈現(xiàn)的顏色更靈動、更穩(wěn)定，同時采用3D納米光刻、零誤差精準(zhǔn)套位蝕刻、多頻率微納米結(jié)構(gòu)疊加等工藝技術(shù)，讓冬奧鈔的透明視窗首次在全球范圍內(nèi)制造出“綠水青山就是金山銀山”的生動場景，讓冬奧鈔透明視窗中的群山和飛雪更加神秘、絢麗。

紀(jì)念鈔存放小妙招

搶到紀(jì)念鈔的人可能會有這樣一個煩惱：該怎么保存紀(jì)念鈔呢？本文來為大家提供一些存放小貼士：

第一，紀(jì)念鈔應(yīng)存放在室溫、干燥的環(huán)境中，避免長時間在高濕、高熱的環(huán)境下存放；第二，紀(jì)念鈔應(yīng)避免接觸強(qiáng)酸強(qiáng)堿等腐蝕性物質(zhì)；第三，紀(jì)念鈔應(yīng)避免陽光或其他強(qiáng)光源長時間直射；第四，紀(jì)念鈔應(yīng)避免尖銳物體刮擦，避免強(qiáng)力折皺、揉搓；第五，塑料鈔應(yīng)避免接觸有機(jī)溶劑。

冬奧鈔就像是一張?zhí)厥獾闹袊?，邀請世界各國共赴一場冰雪之約，借助這一小小載體和它背后的科技力量，向世界人民展現(xiàn)中華的靈動、細(xì)膩之美。

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