中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技發(fā)展部

結(jié)構(gòu)色紡織品的宏量制備

發(fā)布時(shí)間21/07/21

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自1856年威廉·亨利·珀金（William Henry Perkin）偶然發(fā)現(xiàn)了第一種合成染料（紫紅色）以來，各種有機(jī)合成染料不斷出現(xiàn)，大大豐富了我們的世界。然而，由染色過程引起的污染給環(huán)境帶來了重大挑戰(zhàn)。另外，化學(xué)染料的發(fā)色團(tuán)容易被光照射破壞，導(dǎo)致光致漂白。結(jié)構(gòu)色是由可見光與周期性亞微米介電結(jié)構(gòu)之間的相互作用產(chǎn)生的，廣泛存在于自然界的許多生物中，例如變色龍皮膚、蝴蝶翅膀、蜂鳥和孔雀羽毛。與染料的顏色相比，結(jié)構(gòu)色具有許多優(yōu)勢，包括金屬光澤、耐光性、低毒性和持久性。在過去的幾十年中，為了模仿這些引人入勝的生物，已進(jìn)行了許多研究工作，以開發(fā)具有人工周期性結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色材料，例如膠體光子晶體（PC）、聚合物反蛋白石，光子玻璃、布拉格光柵和膽甾型液晶，用于涂料、顯示器、化學(xué)或物理傳感器、和防偽裝置。在這些結(jié)構(gòu)有色材料中，由于高質(zhì)量的膠體構(gòu)建基塊方便易得以及所得結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性可調(diào)，因此已對膠體PC進(jìn)行了深入研究。

最近，浙江理工大學(xué)邵建中教授和美國加州大學(xué)殷亞東教授在《Advanced Functional Materials》上發(fā)表了題為“Shear‐Induced Assembly of Liquid Colloidal Crystals for Large‐Scale Structural Coloration of Textiles”的文章，報(bào)告了通過剪切誘導(dǎo)的預(yù)結(jié)晶液態(tài)膠體晶體（LCC）的組裝，在柔性織物基材上生產(chǎn)大面積膠體光子晶體的策略。加快組裝過程并確保長程有序的關(guān)鍵策略是使用通過將稀釋的聚苯乙烯（PS）膠體濃縮至高于臨界體積分?jǐn)?shù)而形成的預(yù)結(jié)晶LCC。這些LCC是小膠體晶體在溶液中的分散體，通過晶體中相鄰粒子的短程范德華吸引和晶體之間的長程靜電排斥來穩(wěn)定。當(dāng)應(yīng)用于柔性織物基材時(shí)，LCC可以在剪切力的作用下快速連接并有效地將其結(jié)構(gòu)重新排列為遠(yuǎn)程有序PC。LCC的使用消除了主要單元的常規(guī)結(jié)晶步驟，該步驟很耗時(shí)，并且在強(qiáng)制加快溶劑蒸發(fā)速度時(shí)容易出現(xiàn)缺陷。更重要的是，有效的剪切誘導(dǎo)裝配策略可以直接應(yīng)用于具有復(fù)雜紋理的表面，從而有助于以適合工業(yè)應(yīng)用的規(guī)模生產(chǎn)結(jié)構(gòu)色織物或紙張。此外，這種剪切誘導(dǎo)的組裝策略允許在具有可編程潤濕性的織物上方便地打印結(jié)構(gòu)色圖案。

文章來源：高分子科學(xué)前言