3D打印光子墨水凭借其在构筑几何形状或图案方面的独特优势，在传感、信息加密等领域展现出巨大潜力。近年来，尽管已提出多种打印策略用于制备多样化的图案或3D结构，但鲜有能成功兼顾其3D打印性与动态结构颜色变化的。因此，开发响应性3D打印光子墨水，改变响应颜色变化定制彩色图案，有望构建复杂独特图案结构及特殊功能的结构色器件。然而，保障打印结构色质量并兼顾3D打印与动态颜色变化平衡仍然具有挑战性。

  四川大学化学学院环保型高分子材料国家地方联合工程实验室宋飞教授团队致力于纤维素结构色材料的设计与功能化应用研究。在前期研究中，该团队利用羟丙基纤维素（HPC）光子晶体的温度响应机制和分子间强相互作用（Chem. Eng. J. 2023, 453, 139835; Adv. Sci. 2023, 10, 2206290; Nano Lett. 2023, 21, 984; Carbohydr. Polym. 2025, 367, 124029），实现了对HPC光子晶体温度响应区间、速度及灵敏度的调控；通过动力学捕获与剪切定向技术调控乙基纤维素（EC）胆甾相域中的缺陷态（Chem. Eng. J. 2024, 479, 147669；ACS Nano, 2025, 19, 6426），实现了EC光子晶体圆偏振态的调节。

  近期，该团队通过HPC与丙烯酸羟乙酯（HEA）的共组装策略，成功制备了一种可兼具3D打印性和可调温度响应性的光子墨水。其中，由HEA聚合形成的聚丙烯酸羟乙酯（PHEA）半互穿网络以及PHEA和HPC之间的氢键，赋予了该光子墨水优异的3D打印性能，使其能够用于复杂物体的构建。此外，该半互穿网络可保持胆甾相结构，通过网络密度显著调控了光子墨水的温度响应灵敏度（6.4 ~ 3.0 nm/°C），从而实现了对光子墨水动态颜色变化的精准控制。利用该3D打印光子墨水，可成功制备出具有动态热致变色特性的2D和3D图案结构。该研究通过巧妙地利用半互穿网络，实现了光子材料的3D打印与响应性能调控，突破了现有3D打印光子墨水在响应性能上的局限，为开发灵活动态响应特性的光子材料提供了一种简单有效的策略。

图1. HPC/HEA光子墨水的光学特性。

图2. HPC/HEA光子墨水的温度响应性能调控。

图3. HPC/HEA光子墨水的3D打印。

  该工作以“3D-Printing Thermo-Responsive Photonic Inks Based on Cellulose Semi-Interpenetrating Liquid Crystal Networks”为题发表在《Small》上（DOI: 10.1002/smll.202504244）。文章第一作者是四川大学博士生李东（目前在西南石油大学新能源与材料学院工作），通讯作者是四川大学宋飞教授，该工作得到了国家自然科学基金（52403145、U21A2096）和四川省科技计划项目（2024NSFSC0011）等经费支持。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202504244