基于光子晶体的结构生色是纺织行业逐渐兴起的一种绿色染整技术，它不会产生含有化学染料的工业污水，所得结构色也不会随时间而褪色。通常情况下，光子晶体的引入会改变织物的固有结构；如何在不牺牲透气性和柔软度等穿着体验的前提下，获得色彩饱和、高度晶化的光子晶体织物是一项具有挑战的工作。

图1. 喷涂制备的基于SiO₂光子晶体的结构色聚酯纤维（涤纶）

  最近，华东师范大学化学与分子工程学院、上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室葛建平教授团队发展了一种新型喷涂制备技术，他们以SiO₂胶粒、聚丙烯酸酯粘结剂纳米粒子及涤纶（PET）或涤纶混纺面料为原料，制备出色彩饱和、着色牢固、柔软透气的结构色织物（图1）。研究人员优选出高张力、高沸点溶剂制成胶体喷涂液，并利用织物基材的毛细作用和喷涂后溶剂挥发过程中的胶粒自发析出，精准地将SiO₂胶粒组装于每根PET纱线内部；而随后沉积的粘结剂粒子也同样富集在纱线周围，最终热固化形成高度晶化的光子晶体复合纱线结构（图2）。上述精准胶体组装避免了织物基材中编织孔的堵塞，在确保色彩亮度的同时，有效改善了光子晶体织物的柔性和透气性（图3）；而聚丙烯酸酯粘结剂的引入则大幅提高了织物表面结构色的牢度。该工作提出的精准、可控、有节制的胶体组装策略，为规模化制备高品质结构色织物指出一条可行的路径。

图2. 涤纶纱线内部、纤维之间的精准胶体组装

图3. 色彩饱和、柔软透气、可图案化的结构色织物

  该工作以“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”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。文章第一作者是华东师范大学硕士研究生何玉莹。

  论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202200330