結構色廣泛存在于自然界中，是一種(zhǒng)由可見光波長(cháng)尺度森朋的微納結構與光相互作用形成(chéng)一系列幹涉、衍射或散射很務而産生顔色的物理生色效應。與傳統的由色素或染料參與的開器化學(xué)生色不同，結構色隻要微納結構保持完整，就(jiù)能近訊(néng)達到(dào)永不褪呢醫色的效果，同時(shí)能(né鄉村ng)夠避免使用化學(xué)染料和色素帶來一系列複懂近雜的環境污染問題，在塗料、紡織印染、化妝品、顯示等領對玩域具有廣闊的應用前景。

近日，蘇州大學(xué)的張克勤教授團隊聯合中科院上海技術物理研究所內到、複旦大學(xué)、中科院蘇州納米所的研究成(友員chéng)果，報道(dào)了一種(zhǒng)通過(guò)霧化沉空花積納米二氧化矽膠體微球及添加PVA黏合劑西房的方式可控制備大面(miàn)積非晶結構色塗層，并實現非晶結構色亮靜的混合及精細調控的方法。不僅如此，紙亮該方法可在複雜不規則物體表面(miàn)筆兒實現快速3D保形性（conformal）塗覆，進(jìn)看信行較好(hǎo)的“染色”并保留結構細節。以蠶書哥絲面(miàn)料為例，研究團隊展示了該方法能(néng)夠很好(hǎ畫刀o)地對(duì)紡織品進(jìn)行“印染上色”，在保亮信留其原有柔性和拉伸性的同時(shí)，結構色塗層具備較好(hǎo刀光)的力學(xué)強度。研究成(chéng)果近期發(f我水ā)表在ACS Nano 上。

空氣霧化器是一種(zhǒng)常見的醫療保健器械，能(néng)夠高路事效地將(jiāng)藥液霧化成(chéng大文)極其細微的霧氣液滴，很容易地通過(guò)呼吸深入到事房(dào)肺、支氣管毛細血管部位，達到(dào)被(bèi)人體直藍答接吸收的目的。受此啟發(fā)，該研究團隊通過(guò)霧化體議沉積納米二氧化矽膠體微球及添加PVA黏合劑動花的方式，在基底均勻地沉積非晶光子關討晶體結構色塗層。他們選擇150刀飛~300nm不同尺寸的微球，非晶結構塗層可以産生覆蓋可見光範圍的見金不同顔色。添加PVA的作用之一是有效地打斷了膠體微球形成(chéng)的長(c件低háng)程有序結構，形成(chéng)均勻的非晶結構，服務并且得到(dào)的塗層顔色沒(méi)有角度依賴性。

非晶結構色塗層的光學(xué)性質土線及其微觀結構

研究中添加PVA黏合劑的另一個作用是大大站兒提高了非晶結構色塗層的力學(xué)性能(néng白不)。利用霧化沉積速率可調、均勻穩定的特點，研可場究者通過(guò)交替沉積藍色、綠色和粉色薄層作為三原色，然後(hòu)離就在重合區兩(liǎng)兩(liǎng)疊加形成(chéng)新的混合色，對校通過(guò)光譜表征驗證了這(zhè)種(zhǒng)事高非晶結構色塗層能(néng)夠疊加生成(chéng)新的顔色。嗎媽為了實現更精細的顔色疊加混合，作者先在基空妹底沉積一層藍色層，然後(hòu)依次沉積不同厚度的綠色層，最終實唱校現了3個梯度的混合色。通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)斷面(間志miàn)觀察發(fā)現，疊加區域動知各層都(dōu)保持著(zhe)較好(hǎo)的非晶朋報結構，表明這(zhè)種(zhǒng)霧化沉積的方法能(néng)夠實現精細店志的厚度調控，為非晶結構色的顔色疊加提供了思路與借鑒。

非晶結構色塗層的顔色疊加

霧化沉積具有空間内全方向(xià湖關ng)均勻沉積的特點。他們將(jiāng)通過(g鐘不uò)3D打印得到(dào)的不規則物體置入霧氣中，可以在各複雜快家表面(miàn)形成(chéng)厚度均事劇一、顔色均勻的結構色塗層，同時(shí)保留原有結構的細節，甚多中至在100μm粗的頭發(fā)上都(dōu)能(né她喝ng)保留鱗片結構，與常用的原光木子層沉積技術非常類似。同時(shí)，該方法對(duì)各種(zhǒng)材大河質的襯底都(dōu)具有較好(hǎo)的适用性和附著(zhe)性。了器通過(guò)添加黑色吸收性物質如納米炭黑，作者現看在白色襯底、金屬及淺色陶瓷襯底上都(dōu)能(nén還畫g)夠制備出顔色鮮豔的非晶結構票們色塗層。

非晶結構色塗層的保形性塗敷及各種匠吧(zhǒng)材質襯底上的适用性

研究者通過(guò)掩模闆輔助的方法愛兒，在白色蠶絲面(miàn)料上制備出複雜的彩色玫瑰花圖案。這(zhè習生)種(zhǒng)共形的非晶結構色塗層很好(hǎo)地保留了絲熱秒綢面(miàn)料的柔韌性，并且能(néng)經(jīng)影坐受多次拉伸不發(fā)生脫落。參照紡織自訊品的色牢度測試标準，他們進(jìn)行了多次水洗與摩擦測試，發(fā)鐘計現這(zhè)種(zhǒng)塗層仍然具有較好(hǎ妹水o)的顔色穩定性和結構完整性。研究表明，通過(g這紅uò)後(hòu)期進(jìn)一步改進(jìn)黏結技術及村街批量化制備工藝，這(zhè)種(zhǒng)霧化秒開沉積的方法將(jiāng)會(huì)雜知在紡織印染領域表現出廣闊的應用前景。

非晶結構色塗層在蠶絲面(miàn)料形成(城在chéng)的圖案及水洗和耐磨的測試