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  力致色變光子晶體（MPCs）因其可以通過(guò)外力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)顏色而具有極大的吸引力。然而，傳統(tǒng)的MPCs色彩飽和度和色彩可記錄性較差，極大地限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。為了解決上述問(wèn)題，紹興文理學(xué)院楊東朋副教授與國(guó)科大杭州高等研究院黃少銘教授報(bào)道了一種具有明亮結(jié)構(gòu)色的、色彩可記錄的力致色變凝膠（MPCG）。該MPCG具有彈性、晶面間距梯度變化的非密堆積結(jié)構(gòu)，由含丙烯酸酯、二氯苯、油和非密堆積二氧化硅顆粒的液態(tài)光子晶體經(jīng)光固化聚合制備的，具有色彩飽和度高（半峰寬 > 100 nm）、色彩可記錄、力致色變性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在綠色印刷領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

  該MPCG的上述性能歸功聚合前液態(tài)光子晶體中各成分（非密組裝的二氧化硅顆粒、三甲醇丙烷乙氧酯三丙烯酸酯、油胺和二氯苯）的合理結(jié)合。二氯苯的存在賦予了MPCG一種紫外光聚合誘導(dǎo)溶脹的新工作機(jī)制；油胺的存在賦予了MPCG良好的粘附性并增加了膠體溶液的穩(wěn)定性。上述的新工作機(jī)制導(dǎo)致了MPCG表現(xiàn)出：1）梯度非均勻非密堆積結(jié)構(gòu)；2）高色彩飽和度、極寬的反射峰。最大半峰寬為110 nm，遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的MPCs（13-30 nm）；3）可調(diào)節(jié)的半峰寬（20-110 nm）；4）力致色變性能卓越，可與傳統(tǒng)的具有高靈敏度的MPCs相媲美；5）獨(dú)特的色彩可記錄性能。能以無(wú)墨印刷的方式制備彩色的、高分辨率的圖案。

圖7：MPCG用于無(wú)墨和可重構(gòu)印刷

  綜上所述，報(bào)道了一種具有梯度非密堆積結(jié)構(gòu)、反射峰極寬、半峰寬可調(diào)、力致色變性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)色明亮、色彩可記錄的的新型MPCG。MPCG是由液態(tài)光子晶體（含非緊密組裝的二氧化硅顆粒、丙烯酸酯、油胺和二氯苯）進(jìn)行紫外光引發(fā)聚合制備而得的。該文章揭示了聚合誘導(dǎo)相分離的新工作機(jī)制。該機(jī)制驅(qū)動(dòng)了持續(xù)的溶脹和凝膠化，是賦予MPCG梯度結(jié)構(gòu)、極寬反射峰（FWHM>100 nm）和高色彩飽和度的關(guān)鍵。非密堆積結(jié)構(gòu)中大的顆粒間距使得MPCG具有高靈敏度（4.4 nm/kPa）、寬波長(zhǎng)調(diào)節(jié)范圍（228 nm）和快速響應(yīng)（8.8-10.3 nm/ms）等優(yōu)異的力致色變性能。此外，MPCG具有獨(dú)特的色彩可記錄性，可以可逆地記錄去除外部壓力和從基材上剝離后MPCG顏色的變化。這些MPCG已被證明可以以無(wú)墨的方式構(gòu)建明亮的、彩色的、高分辨率的圖案，是理想的可重寫(xiě)紙張材料。這項(xiàng)工作為先進(jìn)的刺激響應(yīng)型光子材料提供了新的視角，并將促進(jìn)其在綠色印刷、視覺(jué)傳感、顯示等方面的實(shí)際應(yīng)用。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.10.178