结构色

摘要： 为快速制备兼顾结构色效果和结构稳定性的光子晶体生色结构,提出了一种采用填充法制备复合光子晶体的方法。先将聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(P(St-MAA))胶体微球预组装液喷涂于涤纶基材上制备光子晶体,再利用水性聚氨酯(WPU)对P(St-MAA)光子晶体上进行二次喷涂,最终得到P(St-MAA)/WPU复合光子晶体。探究WPU质量分数对光子晶体排列、结构色效果、结构稳定性的影响,并分析P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的光学性能。结果表明:喷涂WPU不会破坏光子晶体原有的规整排列,其会优先渗入P(St-MAA)微球间的缝隙中,逐渐替代原光子晶体内中的空气,最终实现对P(St-MAA)微球的包裹;WPU的填充使得P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的平均折射率增加,结构色色相产生红移现象;P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的结构稳定性高于P(St-MAA)光子晶体,且WPU的质量分数越大,稳定性改善程度越明显;喷涂WPU后所得的复合光子晶体结构仍呈现出良好的结构色效果且虹彩效应明显。研究结果为在纺织基材上快速制备兼具鲜艳结构色和稳定结构的光子晶体提供了简便方法,可推动光子晶体生色结构的实际应用。

摘要： 金属纳米结构应用于产生和调控结构色有巨大的潜力.本文设计了一种基于银纳米非对称共轴腔的阵列结构,研究环形腔在非对称情况下对于结构色产生和调控的影响,通过时域有限差分的方法对非对称共轴腔有序阵列进行仿真计算,得到了结构几何参数对结构色的影响.结果表明,调节共轴腔深度、开口大小和厚度都能产生丰富的结构色.实验与仿真结果基本一致.相比对称式结构的共轴腔,本文提出的非对称金属纳米结构在颜色显示方面具有更好的可调性,在彩色成像、高分辨率成像、防伪等方面有潜在应用.

摘要： 结构色是通过微纳米结构与可见光的相互作用产生的颜色,也称为物理色。结构色与化学色的产生机理完全不同,颜色性质也有显著区别,其实质是物体自身的特殊周期性结构与光发生衍射、干涉和散射等物理作用所产生的视觉效果。目前,纺织品着色的主要途径是通过在纤维、纺织物上接枝或施加染料及颜料等有色物质,即化学着色。为了克服传统染料光牢度差及带来的环境问题,人们致力于利用颜色性能优异的结构色替代传统的有机染料应用于纺织印染领域。文中综述了结构色的产生原理、结构生色材料的制备与组装方法,以及国内外最新的用于纺织印染结构生色材料的研究进展。最后对该领域未来的研究方向进行了分析,指出存在的关键问题,以促进结构生色材料在纺织领域的拓展应用。

摘要： 激光诱导表面周期结构由于其周期相关的光栅衍射特性在明场下显示出鲜艳的结构色,备受研究人员的广泛关注,而微纳结构在显微镜暗场显示的颜色通常容易被忽略。本文报道通过飞秒激光对氧化铟锡薄膜加工形成双周期光栅结构,利用其在明场和暗场的观察下具有不同的颜色特性实现图像加密应用。通过控制飞秒激光的偏振、脉冲能量和扫描速度在氧化铟锡薄膜上形成与偏振和波长相关的亚波长周期光栅,通过控制激光加工线条行间距形成大周期光栅。本文研究了激光加工能量和加工线条之间的间距对其形成双周期结构在明场和暗场显色的影响,利用不同加工参数结构在明场和暗场下显示不同的颜色实现图像加密。激光直写加工可以快速制备大面积区域,有望在商品防伪、图案装饰、超表面设计等方面发挥潜在的应用价值。

摘要： 为解决传统染料高污染、高能耗等问题,实现无污染的全可见光谱结构色的制备,采用基于Stöber法的溶剂调控法合成了3种不同粒径(320、240和200 nm)的SiO_(2)纳米颗粒(SNPs),3种粒径的SNPs分别制备出了红色、绿色和紫色SiO_(2)光子晶体(PC)薄膜,然后通过改变2种粒径SNPs的质量比制备了能够覆盖全可见光谱的结构色PC薄膜。结果表明:当较小尺寸SNPs的比例增加时,PC膜的结构色发生蓝移,另外由2种粒径SNPs组成的PC薄膜显示出低角度依赖性的结构色,这是由其非晶光子晶体(APC)结构所造成的,传统全可见光谱结构色的获取需要合成一系列粒径的微球,这种方法与传统制备方法相比更简单、更快速,可作为颜料和涂料对不同的基材染色。

摘要： 单分散胶体微球的自组装具有方法简单、成本低和无需昂贵复杂设备的优点,是构建胶体晶体的重要途经。综述了无机类、聚合物类及复合类胶体微球的研究现状,分析了各自的优点与不足;详细介绍了胶体光子晶体概念、生色机理、胶体光子晶体的构筑、制备方法及在纺织品领域的应用研究,特别是光子晶体结构色纤维以及光子晶体结构色织物。

摘要： 结构生色是一种无需染料或颜料的纺织品着色技术,因其绿色环保、颜色易调控等优点,成为当前研究的热点。文章介绍了光子晶体结构色,包括光子晶体结构生色的原理、分类与制备方法、以及纳米微球的种类。其次从机械稳定和不同功能应用方面,介绍了结构色纳米纺织材料的制备和性能,并分析了他们的优缺点。机械稳定型结构色纳米纺织材料主要利用添加黏合剂来提高光子晶体结构的稳定性,使纺织材料上的光子晶体耐摩擦、水洗等;通过微球或基材表面的化学或物理改性,可使改性的结构色纺织材料具备疏水、疏油功能;响应型结构色纳米纺织材料主要是在光子晶体中引入具有刺激响应功能的材料,使纺织材料对外界刺激产生不同响应效果。最后指出功能性结构色纳米纺织材料发展中存在的问题,并对该研究方向进行了展望。

摘要： 采用多能场复合微细电沉积加工技术,制备了微观结构渐变的多彩结构色磁性Al_(2)O_(3)-Co复合薄膜.在沉积电场和与之垂直的偏转电场作用下,复合薄膜的微观结构、光学特性和磁性沿偏转电场方向呈现渐变特征.通过建立微观结构等效模型,理论分析了复合薄膜微观结构变化机理.通过软件仿真定量分析了沿偏转电场方向Co离子沉积电流密度分布规律,仿真结果与理论研究和实验结果相吻合.研究发现,采用多能场复合的微细电沉积加工技术可以从微观角度调控复合薄膜微区结构,实现对薄膜微区磁学和光学特性的精细调控.

摘要： 基于纤维素纳米晶体(CNC)的比色传感器可以通过色度感知外部环境的变化,其手性结构和溶胀行为的组合,能迅速响应各种外部环境的刺激。本文主要综述了基于CNC的比色传感器在湿度、压力、气体和有机溶剂外部刺激下颜色的变化情况,并对其未来的发展前景和制备关键点进行了总结。

摘要： 手性液晶是一类独特的软光子晶体材料,包括一维的胆甾相液晶和三维的蓝相液晶等,它们都能够选择性地反射自然光。手性液晶的自组装超结构可以在外界刺激下被动态控制,反射颜色可以在整个可见光范围内调节,因此被认为是制备仿生变色光子晶体的理想材料。随着先进液晶材料的不断发展,手性液晶可以被制备成不同的形态,如封装在液晶盒中的液晶、液晶微滴、液晶聚合物薄膜、液晶纤维、液晶聚合物涂层、液晶弹性体等。近年来,科学家们在仿生液晶变色功能材料的研究方面取得了一系列重要进展。主要介绍了近年来刺激响应变色液晶功能材料的发展现状,重点介绍了温度、光、湿度、机械力等多种外界刺激对手性液晶结构色的动态调控。温度响应变色液晶的形式多样,可用于隐身、变色伪装等领域;光响应变色液晶主要通过在手性液晶中掺杂光致异构化分子来实现;湿度响应变色液晶主要基于含氢键的液晶聚合物网络,通过网络的吸水或失水使材料变色;力响应变色液晶主要通过构筑手性的液晶弹性体来实现。最后总结了仿生液晶变色功能材料目前面临的挑战及未来的发展方向。

摘要： 为了探究结构色在纺织染整行业应用的可操作性,采用磁控溅射法,以白色的涤纶非织造布和丝绸织物为基布,溅射SiO2、TiO2周期薄膜制备织物结构色.通过使用VHX-1000C型超景深三维显微镜观察织物镀膜前后的表面形貌和色彩,利用分光光度计量化描述镀膜前后织物的色度差,还应用了R1宏观角分辨仪得到织物结构色的多角度反射光谱图和散射光谱图,结果发现:在相同工艺条件下,镀膜后的非织造布和丝绸织物均出现了色彩,但出色效果不同,存在色度差,通过对光谱的分析及呈现的色彩特性得到镀膜后织物上的色彩是结构色,产生于薄膜对光的干涉和散射.

摘要： 采用无皂乳液聚合法,以苯乙烯(St)为原料、过硫酸钾(KPS)为引发剂,制备得到粒径范围在200～400nm之间、具有良好球形度的单分散聚苯乙烯微球(Ps).通过控制单体浓度、引发剂用量和聚合反应时间可调控聚苯乙烯微球的粒径和单分散性.采用重力沉降法在室温下自组装单分散聚苯乙烯微球,获得具有不同结构色的大面积三维有序且呈现面心立方结构(FCC结构)的聚苯乙烯光子晶体薄膜.通过对光子晶体结构的扫描电镜分析和对结构色的反射率光谱分析,研究了微球粒径及其分布对结构色的影响.控制微球粒径尺度可调节光子禁带,进而可调控光子晶体结构色.

摘要： 蝴蝶鳞片表面具有脊沟等非光滑结构,这些结构的形态、密度、分布等的微小差别对光线产生折射、反射等光学效应使鳞片呈现不同的颜色.蝴蝶鳞片微观结构的分析是生物结构色隐身研究的理论基础.本文从宏观与微观、表面形态与横截面结构等角度出发,应用电镜对比分析了鳞片的微观结构,构建蝴蝶鳞片分布、形态和结构的优化模型,优化设计出2种仿蝴蝶鳞片微观结构模型.

摘要： 本申请公开了一种纳米结构色晶体的制备方法、生产系统及纳米结构色晶体，该纳米结构色晶体的制备方法包括：提供一基板；将保护材料设置于基板上，以对基板形成一流平层；将脱膜剂设置于流平层上，以形成一牺牲层；将光学介质材料设置于牺牲层上，以形成一光学薄膜；剥离光学薄膜；将光学薄膜碎化，过筛后得到纳米结构色晶体。通过上述方式，本申请不需要频繁更换基板，能够解决生产成本过高的问题。

摘要： 本发明公开了一种具有多模式可变结构色的三维有序的结构色膜及其制备方法与应用，属于结构生色领域。其具有三种典型的变色模式，包括：固定样品位置与观察角度，改变入射光方向；固定样品位置与入射光方向，改变观察角度；固定入射光方向和观察角度，转动样品。有序结构在三种模式下的结构色都具有颜色亮丽、可随着角度变化、颜色覆盖整个可见光谱的特性。采用粒径大于300nm的二氧化硅(SiO2)微球、聚苯乙烯(PS)微球或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球等为构筑单元，制备了1‑8层不同厚度的三维有序结构，微球空隙为空气或聚合物填充。该结构在环境光下即可显示亮丽的颜色，该发明提供了一种制备简单、成本低廉、性能优异的多模式可变色的生色结构。

摘要： 本发明公开了一种基于纳米微球聚集诱导反射产生结构色的结构色墨水及应用，属于结构生色领域。所述结构色墨水包括如下质量分数的组分：1‑4wt％的粒径均一的中等折射率微球，5‑20wt％的高沸点助剂，0.1‑0.5wt％的粘结剂，0.1‑0.2wt％的磷酸三丁酯，余量为去离子水或乙醇；所述中等折射率为折射率在1.7‑3.0之间，所述微球为粒径在200‑500nm之间的一种、两种或三种；结构色墨水制备的结构色的微观结构为局部紧密聚集、整体松散。利用由中等折射率纳米微球组成的结构色墨水和喷墨打印的方式，既可以实现对原料消耗极小的大面积图案制备，亦可以通过计算机精确控制聚集结构中纳米微球的混合比例来实现颜色的精确控制。

摘要： 本发明公开了一种具有多模式可变结构色的三维有序的结构色膜及其制备方法与应用，属于结构生色领域。其具有三种典型的变色模式，包括：固定样品位置与观察角度，改变入射光方向；固定样品位置与入射光方向，改变观察角度；固定入射光方向和观察角度，转动样品。有序结构在三种模式下的结构色都具有颜色亮丽、可随着角度变化、颜色覆盖整个可见光谱的特性。采用粒径大于300nm的二氧化硅(SiO2)微球、聚苯乙烯(PS)微球或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球等为构筑单元，制备了1‑8层不同厚度的三维有序结构，微球空隙为空气或聚合物填充。该结构在环境光下即可显示亮丽的颜色，该发明提供了一种制备简单、成本低廉、性能优异的多模式可变色的生色结构。

摘要： 本发明公开了一种基于纳米微球聚集诱导反射产生结构色的结构色墨水及应用，属于结构生色领域。所述结构色墨水包括如下质量分数的组分：1‑4wt％的粒径均一的中等折射率微球，5‑20wt％的高沸点助剂，0.1‑0.5wt％的粘结剂，0.1‑0.2wt％的磷酸三丁酯，余量为去离子水或乙醇；所述中等折射率为折射率在1.7‑3.0之间，所述微球为粒径在200‑500nm之间的一种、两种或三种；结构色墨水制备的结构色的微观结构为局部紧密聚集、整体松散。利用由中等折射率纳米微球组成的结构色墨水和喷墨打印的方式，既可以实现对原料消耗极小的大面积图案制备，亦可以通过计算机精确控制聚集结构中纳米微球的混合比例来实现颜色的精确控制。

摘要： 本申请公开了一种纳米结构色晶体的制备方法、生产系统及纳米结构色晶体，该纳米结构色晶体的制备方法包括：提供一基板；将保护材料设置于基板上，以对基板形成一流平层；将脱膜剂设置于流平层上，以形成一牺牲层；将光学介质材料设置于牺牲层上，以形成一光学薄膜；剥离光学薄膜；将光学薄膜碎化，过筛后得到纳米结构色晶体。通过上述方式，本申请不需要频繁更换基板，能够解决生产成本过高的问题。

摘要： 本申请公开了一种纳米结构色晶体的制备方法和纳米结构色晶体，该纳米结构色晶体的制备方法包括：提供一基板；将保护材料设置于基板上，以对基板形成一保护层；将脱膜剂设置于保护层上，以形成一牺牲层；将光学介质材料设置于牺牲层上，以形成一光学薄膜；剥离光学薄膜；将光学薄膜碎化，过筛后得到纳米结构色晶体。通过上述方式，本申请不需要频繁更换基板，能够解决生产成本过高的问题。

摘要： 本发明提供了一种制备结构色图案的方法及其制得的结构色图案和应用，涉及结构色技术领域，该方法首先在铝表面形成多孔氧化铝薄膜，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用仿光刻法在多孔氧化铝薄膜表面形成结构色图案。由上述制备方法制得的结构色图案颜色鲜艳、构图边界清晰，而且制得的结构色为物理色，相对于现有的颜料和色素等制得的图案具有对环境友好的优势。

摘要： 本申请公开一种结构色颜料的粉碎方法及结构色颜料，结构色颜料的粉碎方法包括：在结构色薄膜的表面包覆一层保护材料；粉碎包覆有所述保护材料的所述结构色薄膜，得到包覆有所述保护材料的结构色颜料；去除所述结构色颜料表面的所述保护材料。通过在结构色薄膜表面包覆保护材料，对结构色薄膜形成保护，再将结构色薄膜研磨或粉碎，达到预定粒径后，去除所述结构色颜料表面包覆的保护材料，即可得到结构色颜料，通过此方法粉碎的结构色颜料表面光洁，亮度高，颜色鲜艳。

摘要： 本发明涉及一种基于原子层沉积的结构色的制备方法及具有结构色的产品，该制备方法采用原子层沉积设备，包括以下步骤：提供样品、沉积材料以及沉积气体；沉积材料包括水和先驱物，先驱物包括钛酸四异丙酯；沉积气体包括第一惰气和第二惰气；将样品放入至原子层沉积设备的腔体内进行预热；将预热后的样品在反应温度为120‑180°C、气体流速为40‑60cm3/min的条件下进行原子层沉积，在原子层沉积过程中，依次进行水脉冲吸附反应、第一惰气驱逐、先驱物脉冲吸附反应以及第二惰气驱逐，得到沉积有结构色的样品。其通过原子层沉积方法沉积一定厚度的均匀TiO2薄膜在产品的表面上，由于均匀TiO2的薄膜干涉的作用，导致其表面产生颜色，从而制备出可均一性包覆在产品表面的结构色。