冬奧紀念鈔上的色彩黑科技

王篤金　陽明書 董俠

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

塑料制成的鈔票可不簡單

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

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

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

塑料鈔票的生產過程主要有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能力。印鈔技術對基材要求極高，塑料薄膜又有剛柔平衡難以兼顧的技術難題，這使世界上先進的塑料鈔基材制備技術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。在多方支持下，中國科學院化學研究所基于多年的基礎研究積累，持續開展塑料鈔基膜的關鍵核心技術攻關，最終實現了塑料鈔基膜的穩定生產。

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，經過雙向拉伸技術制備的多層薄膜，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、靜電嚴重等缺點。于是，科學家利用原料創新、結構創新、工藝創新等手段實現了薄膜的“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。再經過“烤餅”的過程——進行表面極性處理，適合印刷塑料鈔的透明薄膜就做好了。經過這個拉伸過程和表層處理技術，薄膜變得剛柔平衡、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、防復印、防偽特性良好、可使用周期長等優點。科學家還通過控制聚丙烯的結晶結構與微尺寸，使薄膜呈現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，讓冬奧塑料紀念鈔實現了多重防偽技術特征的印制。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，用以設計制作不同的防偽特征。冰上運動塑料紀念鈔上讓大家贊不絕口的透明視窗設計，不是油墨或全息印刷而成的，而是采用了更為復雜的全新納米光學微觀結構，能夠展現出具有動態特征的結構色，紀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，常常會發現一些特別美艷的顏色，比如孔雀的羽毛、蝴蝶的翅膀等，但當我們想通過畫筆將它們記錄下來時，總覺得有那么點“色差”。這是因為它們并非色素色，而是結構色。所謂結構色，是指那些不依賴色素或者其他添加劑，僅憑微觀結構對光的衍射和散射等就可以顯示的絢麗色彩。由于結構色具有不褪色、環保和獨特的光學效果等優點，在顯示與防偽等領域具有廣闊的應用前景。

紀念鈔透明視窗的“金山銀山”就用到了這個概念。它采用仿生學領域中全新的納米光學微觀結構，該結構的厚度相當于頭發絲厚度的千分之一，比常規全息技術能呈現的顏色更靈動、更穩定，同時采用3D納米光刻、零誤差精準套位蝕刻、多頻率微納米結構疊加等工藝技術，讓冬奧鈔的透明視窗首次在全球范圍內制造出“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。

紀念鈔存放小妙招

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

第一，紀念鈔應存放在室溫、干燥的環境中，避免長時間在高濕、高熱的環境下存放；第二，紀念鈔應避免接觸強酸強堿等腐蝕性物質；第三，紀念鈔應避免陽光或其他強光源長時間直射；第四，紀念鈔應避免尖銳物體刮擦，避免強力折皺、揉搓；第五，塑料鈔應避免接觸有機溶劑。

冬奧鈔就像是一張特殊的中國名片，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，向世界人民展現中華的靈動、細膩之美。

本文內容綜合自科學大院、科普廣州、蘇州印象、新華網