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  基于光子晶體的結構生色是紡織行業逐漸興起的一種綠色染整技術，它不會產生含有化學染料的工業污水，所得結構色也不會隨時間而褪色。通常情況下，光子晶體的引入會改變織物的固有結構；如何在不犧牲透氣性和柔軟度等穿著體驗的前提下，獲得色彩飽和、高度晶化的光子晶體織物是一項具有挑戰的工作。

圖1. 噴涂制備的基于SiO₂光子晶體的結構色聚酯纖維（滌綸）

  最近，華東師范大學化學與分子工程學院、上海市綠色化學與化工過程綠色化重點實驗室葛建平教授團隊發展了一種新型噴涂制備技術，他們以SiO₂膠粒、聚丙烯酸酯粘結劑納米粒子及滌綸（PET）或滌綸混紡面料為原料，制備出色彩飽和、著色牢固、柔軟透氣的結構色織物（圖1）。研究人員優選出高張力、高沸點溶劑制成膠體噴涂液，并利用織物基材的毛細作用和噴涂后溶劑揮發過程中的膠粒自發析出，精準地將SiO₂膠粒組裝于每根PET紗線內部；而隨后沉積的粘結劑粒子也同樣富集在紗線周圍，最終熱固化形成高度晶化的光子晶體復合紗線結構（圖2）。上述精準膠體組裝避免了織物基材中編織孔的堵塞，在確保色彩亮度的同時，有效改善了光子晶體織物的柔性和透氣性（圖3）；而聚丙烯酸酯粘結劑的引入則大幅提高了織物表面結構色的牢度。該工作提出的精準、可控、有節制的膠體組裝策略，為規模化制備高品質結構色織物指出一條可行的路徑。

圖2. 滌綸紗線內部、纖維之間的精準膠體組裝

圖3. 色彩飽和、柔軟透氣、可圖案化的結構色織物

  該工作以“Precise Assembly of Highly Crystalline Colloidal Photonic Crystals Inside the Polyester Yarns: A Spray Coating Synthesis for Breathable and Durable Fabrics with Saturated Structural Colors”為題發表在《Advanced Functional Materials》上。文章第一作者是華東師范大學碩士研究生何玉瑩。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202200330