浙理工邵建中教授团队 CEJ:以变色龙为灵感的高颜色饱和度和高色牢度的非密堆积光子晶体结构生色纺织品
2024-03-01 来源:高分子科技
光子晶体是由不同折光指数的物质在空间上周期性排列形成的晶体材料。由于其优异的光学性质和无污水排放的制备过程,光子晶体材料在纺织领域受到了广泛关注。然而,结构生色纺织的制备过程和实际应用中,有两个关键问题需要解决。即:光子晶体的高效规整组装;光子晶体高结构稳定性和高颜色饱和度的统一。
近期,浙江理工大学邵建中教授团队受变色龙皮肤的启发,在纺织基材表面构建了高颜色饱和度和高结构稳定性兼容的非密堆积型光子晶体结构。首先,采用分步乳液聚合法制备了硬核软壳的PS@P(MMA-BA)纳米微球,通过旋蒸/表面活性剂法提升其固含量,制备了PS@P(MMA-BA)液态光子晶体。结合剪切诱导组装技术,使PS@P(MMA-BA)液态光子晶体在织物表面初步形成二维平面状态薄膜,并进行二段式组装,逐步提升自组装结构的规整性。得益于非密堆积型光子晶体结构生色织物的力致变色性能,可拓展其在智能纺织品中的应用。 PS@P(MMA-BA)纳米微球的制备过程中,首先在反应体系中加入St单体和核交联剂DVB,均匀生长交联PS种子。当PS核停止生长,MMA、BA单体与交联剂ALMA一起缓慢滴加进反应体系内。DVB可有效提高PS内核的交联密度,增强其折光指数,并限制壳层单体的渗入。在第二步聚合过程中,PS@P(MMA-BA)纳米微球的尺寸不断增大,直到反应完成时停止增长。粘弹性的P(MMA-BA)外壳可有效提升PS@P(MMA-BA)光子晶体的结构稳定性。
图1 PS@P(MMA-BA)纳米微球的制备
图2 PS@P(MMA-BA)液态光子晶体的制备及其光学性质
图3 非密堆积型光子晶体的组装过程
图4 非密堆积型光子晶体结构生色织物的光学性质
图5 非密堆积型光子晶体结构生色织物的色牢度
图6 非密堆积型光子晶体结构生色织物的智能化应用
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149053
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