热致变色光子晶体(TPCs)可以根据不同的温度改变自身的结构色,在传感、打印、显示器、防伪、信息加密等方面具有广泛的应用前景。然而,传统TPCs存在结构色存储困难、稳定性和颜色可调性差等问题,致使其应用范围受限。
近日,绍兴文理学院杨东朋博士在近期工作基础上 (Adv. Sci. 2023, 2302240; Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2310861; Nat. Commun. 2024, 15, 5643), 与杭州师范大学傅茜茜博士、国科大杭州高等研究院黄少铭教授合作,设计开发了一种通过挤压、固定非密堆积结构进而对压力进行存储的新型TPC(PSTPC),有效解决了传统TPCs存在的问题。PSTPCs制备策略如下:
1)通过非密堆积组装技术,将低体积分数二氧化硅在特定丙烯酸酯中组装形成大颗粒间距非密堆积有序结构;随后,利用紫外光固化手段获得可溶胀和具有良好机械性能的非密堆积光子晶体(PCs)。
2)通过在高熔点(Tm)的聚乙二醇(PEG)中溶胀PCs以获得PC凝胶(PCGs)。
3)在T > Tm的条件下挤压PCGs,随后在T< Tm冷却被压缩的PCGs对压力进行存储。
与传统的TPCs相比,PSTPCs具有可记录的结构色,良好的稳定性,易调结构色以及温度触发的应力存储-释放功能。此外,PSTPCs具有广泛的应用前景,包括热警告标签、防伪标签、无油墨可重构印刷等。
图7:可重写纸张。(a)在PSTPC可重写纸上打印可重构图案的原理图和(b)数码照片。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.154637
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