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  智能變色材料在熱、磁場、輻射、機械應變等外界刺激下可以實現顏色的轉變，在智能窗口、顯示設備、防偽、加密等領域具有重要價值。自然界中，尼柯巴鳩、安娜蜂鳥、鉆水鴨等鳥類擁有可變色的美麗彩虹色羽毛。有趣的是，在羽毛表面有序排列的微納紋理結構還使其具備超疏水性，并賦予了羽毛優異的自清潔能力，起到保護變色結構、保持亮麗色彩的作用。此外，智能變色材料在實際應用中常面臨由機械損傷造成的色彩退化、材料廢棄等問題，因此賦予其修復性對提高材料耐用性、延長使用壽命具有重要意義。

  最近，華南理工大學李紅強副教授/曾幸榮教授課題組與美國康涅狄格大學孫陸逸教授課題組合作報道了一種可修復超疏水熱致變色薄膜（STS）。該薄膜由三部分組成，包括頂部的熱致變色層、中間的還原氧化石墨烯（rGO）電加熱器及底部的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）基底層。STS表面溫度在0.64 W輸入功率下升至50 ℃，薄膜從藍色快速轉變為粉紅色，再進一步轉變為黃色，此變色過程可在撤去電壓后可逆回復。由于顏色轉變的激發溫度較低，一些常見熱源如體溫、吹風機等即可有效驅動STS的顏色變化，在實際使用中十分便利。此外，結合低表面能的PVDF-HFP及其與熱致變色微膠囊在噴涂中形成的粗糙結構，STS表面呈現超疏水狀態，接觸角為155°（圖1）。

圖1. a）尼柯巴鳩的羽毛；b）STS的制備過程、變色行為、表面形貌及超疏水性

  由于柔性PVDF-HFP分子鏈上極性-CF3基團間的動態偶極-偶極相互作用，切開的STS在愈合后可以實現表面形貌、力學性能的恢復以及rGO膜導電通路的重建。愈合STS在愈合區域保持高度疏水性，且在彎曲和扭轉變形中保持良好的導電性（圖2）。

圖2. STS的愈合行為及機理

  利用STS與手指、鐵片和水滴接觸產生的溫差為刺激源，將STS用于觸覺成像和書寫記錄板中，具有色彩艷麗、短暫顯示、自動擦除和可重復使用等優點。此外，將具有多級變色性的STS用于防偽標志，具有輕松識別、偽造困難等優點（圖3）。

圖3. a-c）手指、鐵片和水滴與STS接觸引起的顏色轉變行為；d-e）STS在防偽標志中的應用

  以上相關結果以“Bioinspired Superhydrophobic Thermochromic Films with Robust Healability”為題發表在期刊ACS Applied Materials & Interfaces上（DOI: 10.1021/acsami.0c00344）。論文的第一作者為華南理工大學材料科學與工程學院博士生蘇曉競，通訊作者為華南理工大學李紅強副教授，共同通訊作者為美國康涅狄格大學孫陸逸教授和華南理工大學曾幸榮教授。

  近三年來，李紅強副教授/曾幸榮教授課題組在功能性超疏水材料方面取得了多項研究成果（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 4213-4221; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 10587-10597; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 16910-16919; J. Colloid Interf. Sci., 2019, 533, 198-206; Adv. Funct. Mater., 2019, 29, 1900554; Chem. Eng. J., 2020, 386, 123998; Chem. Eng. J., 2020, 386, 123994）。

  論文鏈接：

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c00344

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b15909

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b01382

  https://doi.org/10.1039/C8TA05273E

  https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.08.060

  https://doi.org/10.1002/adfm.201900554

  https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.123998

  https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.123994