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结构色纺织品的宏量制备

发布时间21/07/21
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  1856年威廉·亨利·珀金(William Henry Perkin)偶然发现了第一种合成染料(紫红色)以来,各种有机合成染料不断出现,大大丰富了我们的世界。然而,由染色过程引起的污染给环境带来了重大挑战。另外,化学染料的发色团容易被光照射破坏,导致光致漂白。结构色是由可见光与周期性亚微米介电结构之间的相互作用产生的,广泛存在于自然界的许多生物中,例如变色龙皮肤、蝴蝶翅膀、蜂鸟和孔雀羽毛。与染料的颜色相比,结构色具有许多优势,包括金属光泽、耐光性、低毒性和持久性。在过去的几十年中,为了模仿这些引人入胜的生物,已进行了许多研究工作,以开发具有人工周期性结构的结构色材料,例如胶体光子晶体(PC)、聚合物反蛋白石,光子玻璃、布拉格光栅和胆甾型液晶,用于涂料、显示器、化学或物理传感器、和防伪装置。在这些结构有色材料中,由于高质量的胶体构建基块方便易得以及所得结构的光学特性可调,因此已对胶体PC进行了深入研究。

  最近,浙江理工大学邵建中教授和美国加州大学殷亚东教授在《Advanced Functional Materials》上发表了题为“Shear‐Induced Assembly of Liquid Colloidal Crystals for Large‐Scale Structural Coloration of Textiles”的文章,报告了通过剪切诱导的预结晶液态胶体晶体(LCC)的组装,在柔性织物基材上生产大面积胶体光子晶体的策略。加快组装过程并确保长程有序的关键策略是使用通过将稀释的聚苯乙烯(PS)胶体浓缩至高于临界体积分数而形成的预结晶LCC。这些LCC是小胶体晶体在溶液中的分散体,通过晶体中相邻粒子的短程范德华吸引和晶体之间的长程静电排斥来稳定。当应用于柔性织物基材时,LCC可以在剪切力的作用下快速连接并有效地将其结构重新排列为远程有序PC。LCC的使用消除了主要单元的常规结晶步骤,该步骤很耗时,并且在强制加快溶剂蒸发速度时容易出现缺陷。更重要的是,有效的剪切诱导装配策略可以直接应用于具有复杂纹理的表面,从而有助于以适合工业应用的规模生产结构色织物或纸张。此外,这种剪切诱导的组装策略允许在具有可编程润湿性的织物上方便地打印结构色图案

 

 文章来源:高分子科学前言