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  光子晶體在智能材料方面具有巨大的潛力，尤其是利用光子晶體構建具有結構色彩的材料已成為研究熱點。纖維素納米晶(CNCs)是一種天然納米材料，具有光子晶體特性，可以通過蒸發(fā)誘導自組裝形成具有手性向列結構的光子薄膜。然而，傳統(tǒng)的CNC光子薄膜通常缺乏可調的結構顏色和柔韌性，阻礙了其實際應用。

  基于此，浙江科技大學孟亞會聯(lián)合江南大學龍柱教授和齊魯工業(yè)大學董翠華教授報道了一種具有結構顏色和力學性能可調的柔性多刺激響應光子薄膜，該膜可通過纖維素納米晶體（CNC）和低共熔溶劑（DES）交替組裝獲得，不僅解決了陰陽離子對CNC自組裝的影響，還能彌補CNC力學性能的不足，并且具有多角度顏色變化和溶劑辨別能力，該項工作在智能顯示、傳感檢測和防偽等領域具有極大的應用潛力。該工作以“Flexible multiple-stimulus-responsive photonic films based on layer-by-layer assembly of cellulose nanocrystals and deep eutectic solvents”為題發(fā)表在 Chemical Engineering Journal期刊上。孟亞會博士為文章第一作者，龍柱教授和董翠華教授為共同通訊作者。 

圖1. CNC/DES光子多層膜的制備機理圖

  該工作通過調控DES引入量和交替組裝層數(shù)，獲得了結構顏色和力學性可調的薄膜。并且DES的引入和組裝層數(shù)不影響CNC的左手性特性。隨著組裝層數(shù)增加，薄膜的多疇尺寸減小，顏色更均勻，力學強度有所提升。此外，CNC/DES墨水在45^?、90^?和135^?多角度呈現(xiàn)不同顏色，多層光子薄膜具有良好的可逆濕度響應以及對醋酸、丙酮、苯和正己烷的快速識別能力。 

圖2.（a）自然光下CNC光子膜的照片；（b）CNC光子膜的POM圖像。

 圖3.（a）CNC光子膜的UV-vis光譜；（b）CNC光子多層膜的UV-vis光譜；（c）CNC光子膜的圓二色譜；（d）CNC光子膜的CIE色度圖；（e）CNC光子多層膜的CIE色度圖；（f）圓偏振光通過具有左手手性結構的CNC膜的示意圖；（g）CNC/DES_0.4、（h）(CNC/DES_0.4)₂、（i）(CNC/DES_0.4)₃和（g）(CNC/DES_0.4)₄膜在彎折、卷曲和折疊狀態(tài)下的照片。

 圖4.（a）CNC/DES_0.4、（b）(CNC/DES_0.4)₂、（c）(CNC/DES_0.4)₃和（d）(CNC/DES_0.4)₄膜在不同濕度下的可逆顏色和UV-vis光譜；（e）不同濕度下光子多層膜的CIE色度圖；（f）薄膜在不同極性溶劑（水、醋酸、丙酮、苯和正己烷）中的CIE色度圖；由CNC/DES_0.4在黑色背景上書寫的“ZUST”圖案：（g）45^?視角觀察、（h）未干燥的“ZUST”圖案、（i）135^?視角觀察、（J）不同濕度下“ZUST”顏色、（k）90^?視角觀察、（l）不同溶劑中“ZUST”顏色。

 圖5.（a）薄膜制作夜間道路交通反光標志示意圖；（b）行人橫穿人行道時薄膜圖片（1號45^?視角、2號90^?視角、3號135^?視角）；（c）4號行人行走時薄膜圖片；（d）司機行駛時薄膜圖片（距離50 m、30 m和10 m）；（e）薄膜在不同季節(jié)的顏色變化；（f）以冬季為例，薄膜在不同天氣下的顏色變化。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150713