（来源：Nature Communications）
除了孔雀，自然界的许多生物体和矿物质，都具有丰富的颜色。根据颜色产生机理的不同，可将其分为色素色和构造色两大类。
以染料和颜料为代表的色素色，来源于其分子内特定发色基团对可见光的选择性接管；而构造色则来源于物理构造对光的调制作用, 包括衍射、干涉以及散射等物理效应。
基于构造色无毒、环保且视觉效果维妙维肖的上风，其在机器传感、柔性显示、光学涂层和防伪材料等领域具有广泛的运用前景。
在大自然里，构造色的生色办法紧张以光子晶体构造生色为主。受光子晶体构造色研究热潮的鼓舞，人工制备光子晶体材料吸引了科学家们极大的兴趣。
目前，涉及人工制备光子晶体材料的关键技能，在于制备各种繁芜、有序的周期性纳米构造。然而，风雅的加工工艺、高额的加工本钱和极高的合成水准限定了它的发展。
此外，在运用实践中，比如扮装品、服装、安全、生物剖析、传感器、电器和汽车等领域，多色图案化是十分必要的。因此，对构造色材料进行图案化可大大提升其附加值。
然而，现有所获构造色图案每每不稳定、分辨率低，可控性较差，同时伴随材料脆、不能后加工等问题，与天然的构造色材料亦形成光鲜比拟。
（来源：Nature Communications）
以是，通过开拓大略的方法，来制造颜色鲜艳、性能可控的构造色多色图案化材料，具有十分主要的意义。
据先容，该团队是最早研究成长材料的课题组之一，近年来一贯致力于办理成长材料目前存在的成长次数受限、调控不灵巧等问题。
但是，目前可用的成长系统仅拥有大略的聚合物基质，与自然界生物体中不雅观察到的风雅、有序的复合构造比较相去甚远。
为此，课题组通过查阅大量文献，找到多个与成长材料、构造色领域干系的方向，终极确定了详细的研究方案。同时，探寻了须要用到的原材料和成长材料中种子样品的制备方案。
接着，他们摸索并改进了适用于成长方案的种子的制备条件，借此制备出不同的种子样品。然后，研究团队考试测验将所设计的基于光聚合和酯交流耦合反应的光勾引聚合策略，用于种子样品的成长。经由多次考试测验，得到了颜色由紫到红的各种成长样品。其余，对付这些成长样品的描述、光学性能等，他们也进行了表征。
（来源：Nature Communications）
随后，课题组探索了成长样品的力学性能，经由摸索之后授予了成长样品力学性能的可控性。末了，他们利用光的时空可控上风，制备了非均匀辐射的多种多色图像/图案化产品。
图 | 崔家喜（来源：崔家喜）
而在磋商孔雀小尾羽枝的微纳构造过程中，该团队碰着了些许困难。对付购买得到的孔雀尾羽，一贯不清楚其小羽枝的横断面描述如何获取。这导致在前期研究中，始终无法得到孔雀小尾羽枝的微纳构造。
后来经由与拍摄扫描电镜老师的多次磋商，才逐渐节制了获取小羽枝的横截面的技巧。而由于孔雀小羽枝的羽毛太过眇小，研究职员在探求横断面时常常随意马虎“空切”样品，经由多次考试测验后才得到了孔雀小尾羽枝的微纳构造。
同时，由于电子科大位于四川，川剧是当地的传统戏剧，他们还以此为灵感做了一个川剧脸谱的图案。
（来源：Nature Communications）
近日，干系论文以《具有可编程颜色和机器性能的自觉展光子复合股料》（Self-growing photonic composites with programmable colors and mechanical properties）为题揭橥在 Nature Communications 上，Juan Xue 是第一作者，崔家喜担当通讯作者。
图 | 干系论文（来源：Nature Communications）
详细来说，该研究办理了却构色领域内现存在的一些不敷。对付制造颜色鲜艳、性能可控的构造色多色图案化材料，这次成果具有十分主要的意义。
同时，对付拓展人工制备光子晶体材料的运用领域也是一种积极的考试测验，尤其是给柔性传感、智能显示器件等领域的深入运用供应了一种新的可能。
此外他们创造，通过酸解纤维素得到的纳米微晶纤维素，是一种空想的光子晶体质料。纳米微晶纤维素是一种高度结晶的天然聚合物，其描述呈纳米针状，在静电浸染下可以自组装形成胆甾型液晶。
通过选择性反射波长与其螺距相匹配的圆偏振光，纳米微晶纤维素可形成绚丽的虹彩构造色。当溶剂充分挥发后，其自组装形成的液晶构造色可被保留在自支撑膜中。
基于此课题组认为，纳米微晶纤维素是最有前景的构造色构筑材料之一，尤其在防伪涂料、液晶材料、生化传感和显示器件等领域有较高的研究代价。
在后续研究中，他们希望对纳米微晶纤维素构造色膜实现如下构想：即通过后加工处理的办法，对调控构造色进行精确调度。详细来说，研究组拟采取基于光聚合和酯交流耦合反应的光勾引聚合策略，来构筑基于纳米微晶纤维素光子晶体的自觉展虹彩弹性体。
参考资料：
1.Xue, J., Yin, X., Xue, L. et al. Self-growing photonic composites with programmable colors and mechanical properties. Nat Commun 13, 7823 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-35555-0
