力致色变光子晶体（MPCs）因其可以通过外力调节结构颜色而具有极大的吸引力。然而，传统的MPCs色彩饱和度和色彩可记录性较差，极大地限制了它们的实际应用。为了解决上述问题，绍兴文理学院杨东朋副教授与国科大杭州高等研究院黄少铭教授报道了一种具有明亮结构色的、色彩可记录的力致色变凝胶（MPCG）。该MPCG具有弹性、晶面间距梯度变化的非密堆积结构，由含丙烯酸酯、二氯苯、油和非密堆积二氧化硅颗粒的液态光子晶体经光固化聚合制备的，具有色彩饱和度高（半峰宽 > 100 nm）、色彩可记录、力致色变性能优异等优点，在绿色印刷领域具有广阔的应用前景。

  该MPCG的上述性能归功聚合前液态光子晶体中各成分（非密组装的二氧化硅颗粒、三甲醇丙烷乙氧酯三丙烯酸酯、油胺和二氯苯）的合理结合。二氯苯的存在赋予了MPCG一种紫外光聚合诱导溶胀的新工作机制；油胺的存在赋予了MPCG良好的粘附性并增加了胶体溶液的稳定性。上述的新工作机制导致了MPCG表现出：1）梯度非均匀非密堆积结构；2）高色彩饱和度、极宽的反射峰。最大半峰宽为110 nm，远大于传统的MPCs（13-30 nm）；3）可调节的半峰宽（20-110 nm）；4）力致色变性能卓越，可与传统的具有高灵敏度的MPCs相媲美；5）独特的色彩可记录性能。能以无墨印刷的方式制备彩色的、高分辨率的图案。

图7：MPCG用于无墨和可重构印刷

  综上所述，报道了一种具有梯度非密堆积结构、反射峰极宽、半峰宽可调、力致色变性能优异、结构色明亮、色彩可记录的的新型MPCG。MPCG是由液态光子晶体（含非紧密组装的二氧化硅颗粒、丙烯酸酯、油胺和二氯苯）进行紫外光引发聚合制备而得的。该文章揭示了聚合诱导相分离的新工作机制。该机制驱动了持续的溶胀和凝胶化，是赋予MPCG梯度结构、极宽反射峰（FWHM>100 nm）和高色彩饱和度的关键。非密堆积结构中大的颗粒间距使得MPCG具有高灵敏度（4.4 nm/kPa）、宽波长调节范围（228 nm）和快速响应（8.8-10.3 nm/ms）等优异的力致色变性能。此外，MPCG具有独特的色彩可记录性，可以可逆地记录去除外部压力和从基材上剥离后MPCG颜色的变化。这些MPCG已被证明可以以无墨的方式构建明亮的、彩色的、高分辨率的图案，是理想的可重写纸张材料。这项工作为先进的刺激响应型光子材料提供了新的视角，并将促进其在绿色印刷、视觉传感、显示等方面的实际应用。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.10.178