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  力致色變光子晶體（MPCs）因其可以通過外力調(diào)節(jié)結構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際應用。為了解決上述問題，紹興文理學院楊東朋副教授與國科大杭州高等研究院黃少銘教授報道了一種具有明亮結構色的、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構，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，在綠色印刷領域具有廣闊的應用前景。

  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）的合理結合。二氯苯的存在賦予了MPCG一種紫外光聚合誘導溶脹的新工作機制；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。上述的新工作機制導致了MPCG表現(xiàn)出：1）梯度非均勻非密堆積結構；2）高色彩飽和度、極寬的反射峰。最大半峰寬為110 nm，遠大于傳統(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）獨特的色彩可記錄性能。能以無墨印刷的方式制備彩色的、高分辨率的圖案。

圖7：MPCG用于無墨和可重構印刷

  綜上所述，報道了一種具有梯度非密堆積結構、反射峰極寬、半峰寬可調(diào)、力致色變性能優(yōu)異、結構色明亮、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）進行紫外光引發(fā)聚合制備而得的。該文章揭示了聚合誘導相分離的新工作機制。該機制驅動了持續(xù)的溶脹和凝膠化，是賦予MPCG梯度結構、極寬反射峰（FWHM>100 nm）和高色彩飽和度的關鍵。非密堆積結構中大的顆粒間距使得MPCG具有高靈敏度（4.4 nm/kPa）、寬波長調(diào)節(jié)范圍（228 nm）和快速響應（8.8-10.3 nm/ms）等優(yōu)異的力致色變性能。此外，MPCG具有獨特的色彩可記錄性，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已被證明可以以無墨的方式構建明亮的、彩色的、高分辨率的圖案，是理想的可重寫紙張材料。這項工作為先進的刺激響應型光子材料提供了新的視角，并將促進其在綠色印刷、視覺傳感、顯示等方面的實際應用。

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