可调光子晶体在柔性传感、仿生自适应伪装、动态显示等前沿领域应用需求持续攀升，但传统光子材料刚性强、拉伸能力差，难以同步实现大弹性形变与可见光全波段可调结构色，存在难以突破的技术局限。胆甾液晶弹性体（CLCE）内部构筑周期性手性螺旋纳米结构，在外力刺激下螺距可逆变化，兼具可逆力致变色、特异性圆偏振光反射等优异光学特性，可兼顾高弹性与宽色域色彩调控，是极具发展前景的新一代柔性光子功能载体。

  2026年6月18日，天津大学封伟教授领导的FOCC团队在国际权威期刊《Angewandte Chemie International Edition》（德国应用化学）发表综述论文“Recent Advances in Cholesteric Liquid Crystal Elastomers: Fabrication, Functionalization, and Applications”，全面总结了CLCE材料二十余年发展历程，梳理了材料制备、结构改性与多元应用方向，为仿生变色、柔性传感、多波段伪装等下一代智能光子材料研发提供完整理论支撑。论文第一作者为天津大学材料科学与工程学院硕士生吴越，通讯作者为天津大学材料科学与工程学院杨言昭副教授、王玲教授和封伟教授。该项成果受到国家重点研发项目和国家基金委重点项目支持。

  CLCE是一类具备独特力致变色特性的柔性光子材料，其内部天然形成周期性纳米螺旋结构，在外力、温度、光照、电场刺激下，螺旋螺距可逆伸缩，反射光波长随之改变，可实现全可见光波段色彩动态切换，是仿生伪装、应变传感器、光学防伪、柔性显示的核心候选材料。

图1 胆甾液晶高分子分为侧链型 CLCE、胆甾液晶网络CLCN、主链型 CLCE 三类

  论文将主流胆甾液晶高分子分为侧链型 CLCE、胆甾液晶网络CLCN、主链型 CLCE 三类（图1）。侧链型材料形变能力强但力学强度有限；CLCN 交联密度高、光学稳定，但拉伸弹性差；而主链型 CLCE 将液晶基元嵌入高分子主链，兼具高弹性与机械强度，力致变色区间覆盖完整可见光，是当前领域核心研究方向。团队系统回溯领域发展脉络：2001 年首款侧链 CLCE 问世，2002 年起 CLCN 被开发为湿度、pH 光学传感器；2020 年后高性能主链 CLCE 成为研究热点，打印制造、复合改性、智能纤维等技术快速突破，相关仿生伪装器件、智能变色织物原型陆续落地（图2）。

图2 胆甾相液晶高分子材料近20多年以来的发展历程

  综述系统归纳液晶盒、刮涂、喷涂、各向异性溶胀、直写 3D 打印五大主流制备工艺，对比各方案适配场景。液晶盒法薄膜光学均匀但难以大面积制备；刮涂、喷涂适合低成本曲面涂层；各向异性溶胀法可制备大尺寸均匀变色薄膜；直写打印凭借数字化优势，实现高精度可编程光子图案成型。

  为突破纯 CLCE 功能单一、耐久性不足的短板，文章总结四大主流功能化改性路线。一是引入硼酸酯、二硒醚等动态共价键，赋予材料自修复、形状可编程、可重复擦写光学图案三大特性；二是掺杂碳纳米管、MXene、钙钛矿量子点等纳米填料，分别提升色彩对比度、实现可见光 - 红外 - 雷达多光谱伪装、构筑双模式加密光学体系；三是开发 CLCE 功能性涂层，通过喷涂、打印、光刻在任意基底制备变色表层，适配工业检测、商品防伪；四是研发芯鞘、中空结构 CLCE 纤维，打造可穿戴力致变色智能纺织品（图3）。

图3 CLCE的各种形态及相关应用

  尽管 CLCE 在实验室展现出优异性能，团队指出产业化仍存在四大瓶颈：长期环境稳定性不足、大面积规模化制造工艺缺失、力学性能与光学效果难以兼顾、多刺激协同精准调控技术不成熟。针对以上痛点，文章提出未来发展路径：开发卷对卷连续制备、双光子光刻等量产工艺；优化分子结构平衡弹性与色彩饱和度；拓展离子液体、液态金属复合体系，开发多响应一体化智能材料。

  该综述完整搭建 CLCE 从分子设计、加工成型到工程应用的研究框架，清晰指明智能软光子材料的创新方向，对柔性电子、仿生机器人、高端防伪、智能纺织等领域技术迭代具备重要指导价值。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.4653597