我們?nèi)粘Ｉ畹姆b都離不開顏色，因此織物的著色在國民經(jīng)濟中具有重要的地位。傳統(tǒng)的織物著色是利用染料或顏料來實現(xiàn)的。然而，染料或顏料的復(fù)雜分子不僅生產(chǎn)過程復(fù)雜、每一只染料只能產(chǎn)生一個顏色，而且在染色過程也存在用水量大、廢水處理成本高和染色織物經(jīng)長時間照射易褪色等問題。相比之下，結(jié)構(gòu)色的顏色來源于光與微觀結(jié)構(gòu)的相互作用，具有生態(tài)友好、色彩鮮艷、抗褪色等優(yōu)點，有望成為一種新型紡織品著色劑。目前，結(jié)構(gòu)色著色織物的研究主要集中于在織物表面構(gòu)筑多層光子晶體或非晶光子晶體結(jié)構(gòu)，利用其光子帶隙對光的反射來產(chǎn)生顏色。受到這種結(jié)構(gòu)色的生色機理和多層結(jié)構(gòu)的限制，在織物上同時實現(xiàn)靚麗、無虹彩、高色牢度的色彩輸出仍然是一個很大的挑戰(zhàn)。
圖1 織物的著色過程示意圖
圖2 結(jié)構(gòu)色織物圖案的數(shù)碼照片、結(jié)構(gòu)示意圖以及結(jié)構(gòu)的微觀SEM圖
圖3結(jié)構(gòu)色織物在不同視角下的數(shù)碼照片圖
值得注意的是，通過商用粘結(jié)劑將Cu2O球固定在織物上賦予了其極高的耐摩擦牢度和耐曬牢度。根據(jù)織物的色牢度標準ISO 105-X12:1993和GB/T 5718-1997，結(jié)構(gòu)色織物的干摩擦、濕摩擦、耐曬牢度分別能達到5級、4級、6級，證明了結(jié)構(gòu)色織物具有優(yōu)異的抗褪色性能。此外，結(jié)構(gòu)色織物還具有耐洗性，即使在快速水流漂洗后，結(jié)構(gòu)色織物仍能保持其結(jié)構(gòu)顏色而不受任何損傷(圖4)。彩色織物經(jīng)過揉搓、拉伸或長時間放置在空氣中，其結(jié)構(gòu)顏色均沒有變化(圖5)，證明了結(jié)構(gòu)色織物的穩(wěn)定性、耐洗性。
圖4 水流沖洗前后、揉搓前后、拉伸后的結(jié)構(gòu)色織物的數(shù)碼照片
小結(jié)：作者巧妙利用Cu2O單晶球的Mie散射性質(zhì)，采用噴涂法成功在織物表面構(gòu)筑了無序Cu2O單晶球聚集體結(jié)構(gòu)（~0.6 μm，3 g/m2)，獲得了明亮、無彩虹的結(jié)構(gòu)色。通過商用粘結(jié)劑將無序生色薄層牢牢固定在織物表面，賦予織物極高的耐摩擦牢度和耐曬牢度，足以抵抗摩擦、光漂白、洗滌、漂洗、揉搓、拉伸及其他機械外力破壞。作者提出了一種新的、簡便、環(huán)保的織物著色策略，突破了目前結(jié)構(gòu)色織物生色的固有模式，實現(xiàn)了靚麗、高牢度結(jié)構(gòu)色，為紡織品著色及結(jié)構(gòu)色的其它實際應(yīng)用開辟了一條實用的道路。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c17288?ref=PDF
- 浙理工邵建中教授團隊 CEJ：以變色龍為靈感的高顏色飽和度和高色牢度的非密堆積光子晶體結(jié)構(gòu)生色紡織品 2024-03-01
- 湖北大學(xué)王世敏教授和武漢紡織大學(xué)徐衛(wèi)林教授研究出一種有效、易操作的碳纖維織物著色方法 2017-09-30
- 四川大學(xué)王云兵/胡成團隊 AFM：生物啟發(fā)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠 - 用于心肌梗死時空監(jiān)測與修復(fù)的診療一體化平臺 2025-06-17
- 四川大學(xué)王云兵教授、白龍助理研究員 CEJ 綜述：基于仿生結(jié)構(gòu)色材料的多功能柔性視覺傳感器的研究進展 2025-06-10
- 中科大馮偉、港中大張立、馬普所Metin Sitti - PNAS Nexus: 場耦合雙光子聚合先進制造制備結(jié)構(gòu)色微納器件 2025-05-21
