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  基于光子晶體的結(jié)構(gòu)生色是紡織行業(yè)逐漸興起的一種綠色染整技術(shù)，它不會產(chǎn)生含有化學染料的工業(yè)污水，所得結(jié)構(gòu)色也不會隨時間而褪色。通常情況下，光子晶體的引入會改變織物的固有結(jié)構(gòu)；如何在不犧牲透氣性和柔軟度等穿著體驗的前提下，獲得色彩飽和、高度晶化的光子晶體織物是一項具有挑戰(zhàn)的工作。

圖1. 噴涂制備的基于SiO₂光子晶體的結(jié)構(gòu)色聚酯纖維（滌綸）

  最近，華東師范大學化學與分子工程學院、上海市綠色化學與化工過程綠色化重點實驗室葛建平教授團隊發(fā)展了一種新型噴涂制備技術(shù)，他們以SiO₂膠粒、聚丙烯酸酯粘結(jié)劑納米粒子及滌綸（PET）或滌綸混紡面料為原料，制備出色彩飽和、著色牢固、柔軟透氣的結(jié)構(gòu)色織物（圖1）。研究人員優(yōu)選出高張力、高沸點溶劑制成膠體噴涂液，并利用織物基材的毛細作用和噴涂后溶劑揮發(fā)過程中的膠粒自發(fā)析出，精準地將SiO₂膠粒組裝于每根PET紗線內(nèi)部；而隨后沉積的粘結(jié)劑粒子也同樣富集在紗線周圍，最終熱固化形成高度晶化的光子晶體復合紗線結(jié)構(gòu)（圖2）。上述精準膠體組裝避免了織物基材中編織孔的堵塞，在確保色彩亮度的同時，有效改善了光子晶體織物的柔性和透氣性（圖3）；而聚丙烯酸酯粘結(jié)劑的引入則大幅提高了織物表面結(jié)構(gòu)色的牢度。該工作提出的精準、可控、有節(jié)制的膠體組裝策略，為規(guī)模化制備高品質(zhì)結(jié)構(gòu)色織物指出一條可行的路徑。

圖2. 滌綸紗線內(nèi)部、纖維之間的精準膠體組裝

圖3. 色彩飽和、柔軟透氣、可圖案化的結(jié)構(gòu)色織物

  該工作以“Precise Assembly of Highly Crystalline Colloidal Photonic Crystals Inside the Polyester Yarns: A Spray Coating Synthesis for Breathable and Durable Fabrics with Saturated Structural Colors”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。文章第一作者是華東師范大學碩士研究生何玉瑩。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202200330