不少人將物體表面出現皺褶或凹陷視為「損壞」甚至「變形」，但嶺南大學一項最新研究卻提出，這些看似瑕疵的表面紋理，未來或可成為創造新型功能物料的關鍵。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組成跨院校研究團隊，在國際頂尖學術期刊《納微快報》（Nano-Micro Letters）發表題為《利用表面不穩定性構建新型材料：力學、形貌與新興應用》的聯合綜述論文，提出可利用材料表面自然形成的紋理，配合人工智能（AI）輔助設計，創造出具獨特功能的新型物料，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領域。
嶺大聯合研究提出未來可利用材料表面自然形成的紋理，製造具獨特功能的新型材料，圖中顯示包括皺紋、摺疊、脊狀、摺痕等不同表面不穩定性的特徵與範例
皺摺變「功能性結構」 AI助優化設計
研究團隊綜合分析國際有關新型物料的研究進展，並提出嶄新的技術設計框架。過去被視為老化或損壞的材料表面，例如微細皺紋、摺疊或變形結構等，可轉化為「功能性結構」。團隊指出，未來有望透過AI輔助設計，預先設定用家需要的功能，再由AI演算法協助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、可自行清潔或具備仿生醫療功能的新型物料。
防偽「人工指紋」資訊密度比人類指紋高100億倍
團隊進一步指出，這種將「材料力學、表面結構與實際應用」結合的新型材料用途廣泛，可因應其表面紋理難以複製的微米及納米級圖案，製作成高保安防偽的「人工指紋」。科學界已有相關研究證實，此類新型材料的資訊密度較人類指紋高出100億倍，大幅提升偽造難度。
生物醫學及柔性電子應用潛力巨大
在生物醫學的應用方面，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，此類皺摺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時，仍能保持穩定導電性與感測能力。
嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦教授
嶺大教授：掌握力學原理 皺摺可變智能工具
嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦教授指出，傳統製造微細結構的方法，例如光刻、模具壓印或雷射加工，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，而製作成本及靈活度亦更具優勢。
陳曦教授表示：「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，這些圖案可製成智能物料，創造具特定功能的表面圖案，並把它們變成有用的工具。我們期望這項研究工作能助力香港特區及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、納米級的表面圖案。」
該論文的通訊作者包括陳曦教授及嶺大伍絜宜跨學科學院助理教授柯宇傑教授。北京航空航天大學張秋婷教授、東北大學林高建研究員共同參與研究。國際頂尖學術期刊《納微快報》最新影響因子高達36.3，在「納米科學與技術」領域全球排名第二，屬於中國科學院材料科學一區頂級期刊。
