有了這種材料還怕表白失敗？——隱形圖案“一氣呵現”

【前言】

近年來，源于大自然的靈感與結晶——光子晶體，由于具有獨特的光學特性，多次被Science列為未來熱點研究方向，并在傳感檢測、光學器件、顯示等領域展現出巨大應用前景。然而，如何低成本、大面積且精準組裝膠體光子晶體，一直是制約光子晶體廣泛應用的巨大瓶頸。

【成果簡介】

最近，中國科學院深圳先進技術研究院杜學敏（通訊作者）課題組，設計出了一種隱形圖案“一氣呵現”，且呵致變色的光子晶體材料。這一成果日前以題為“Breath-Taking Patterns: Discontinuous Hydrophilic Regions for Photonic Crystal Beads Assembly and Patterns Revisualization”在線發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。在本研究中，研究團隊通過仿生沙漠甲蟲背部收集水原理，采用親疏水單分子層圖案化設計，就可以在基底上實現高效與大面積形貌與尺寸可控的液滴陣列制備。同時，利用這種親疏陣列表面能差異，還可以實現膠體光子晶體低成本、大面積且精準組裝。通過調節親疏陣列圖案尺寸或組裝膠體光子晶體的微球尺寸，便可獲得不同尺寸或顏色的光子晶體顆粒陣列。

非常有趣的是，正常狀態下是看不見陣列化圖案的，對著圖案哈口氣，即可以實現“一氣呵現”——讓隱形圖案再現；待水分揮發，圖案又立即“隱形”。而且，這種“一氣呵現”還可以與膠體光子晶體陣列組裝結合起來，便可以實現呵致變色。這是因為往基底上吹口氣時，水份冷凝在親水的水凝膠光子晶體區域，使得水凝膠光子晶體顆粒由于溶脹從而產生肉眼可見的顏色改變；當水份揮發后，光子晶體又恢復到初始顏色。這種哈口氣即可實現隱形圖案再現和顏色改變，不僅可以廣泛應用與防偽與信息存儲等領域，而且在傳感檢測、疾病診斷等領域也擁有巨大應用前景。

【圖文導讀】

圖 1、光子晶體材料制備及表征

（A）膠體光子晶體顆粒陣列化制備示意圖

（B,C）不同顏色膠體光子晶體顆粒陣列及其表面形貌圖與反射光譜

圖2、隱形圖案“一氣呵現”

圖 3、“一氣呵現” 案例及光子晶體表征

（A）哈口氣致液滴冷凝顯現圖案與液滴揮發后圖案消失

（B）哈口氣致陣列化膠體光子晶體顏色改變

該研究得到國自然基金、廣東省創新團隊、廣東省特支計劃、粵港合作、深圳市孔雀團隊等項目支持。

文獻鏈接：Breath-Taking Patterns: Discontinuous Hydrophilic Regions for Photonic Crystal Beads Assembly and Patterns Revisualization（ACS Appl. Mat. Interfaces，2017，DOI: 10.1021/acsami.7b10359）

本文系論文作者Andy投稿。

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