有了这种材料还怕表白失败?——隐形图案“一气呵现”


【前言】

近年来,源于大自然的灵感与结晶——光子晶体,由于具有独特的光学特性,多次被Science列为未来热点研究方向,并在传感检测、光学器件、显示等领域展现出巨大应用前景。然而,如何低成本、大面积且精准组装胶体光子晶体,一直是制约光子晶体广泛应用的巨大瓶颈。

【成果简介】

最近,中国科学院深圳先进技术研究院杜学敏(通讯作者)课题组,设计出了一种隐形图案“一气呵现”,且呵致变色的光子晶体材料。这一成果日前以题为“Breath-Taking Patterns: Discontinuous Hydrophilic Regions for Photonic Crystal Beads Assembly and Patterns Revisualization”在线发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。在本研究中,研究团队通过仿生沙漠甲虫背部收集水原理,采用亲疏水单分子层图案化设计,就可以在基底上实现高效与大面积形貌与尺寸可控的液滴阵列制备。同时,利用这种亲疏阵列表面能差异,还可以实现胶体光子晶体低成本、大面积且精准组装。通过调节亲疏阵列图案尺寸或组装胶体光子晶体的微球尺寸,便可获得不同尺寸或颜色的光子晶体颗粒阵列。

非常有趣的是,正常状态下是看不见阵列化图案的,对着图案哈口气,即可以实现“一气呵现”——让隐形图案再现;待水分挥发,图案又立即“隐形”。而且,这种“一气呵现”还可以与胶体光子晶体阵列组装结合起来,便可以实现呵致变色。这是因为往基底上吹口气时,水份冷凝在亲水的水凝胶光子晶体区域,使得水凝胶光子晶体颗粒由于溶胀从而产生肉眼可见的颜色改变;当水份挥发后,光子晶体又恢复到初始颜色。这种哈口气即可实现隐形图案再现和颜色改变,不仅可以广泛应用与防伪与信息存储等领域,而且在传感检测、疾病诊断等领域也拥有巨大应用前景。

【图文导读】

图 1、光子晶体材料制备及表征

(A)胶体光子晶体颗粒阵列化制备示意图

(B,C)不同颜色胶体光子晶体颗粒阵列及其表面形貌图与反射光谱

图2、隐形图案“一气呵现”

图 3、“一气呵现” 案例及光子晶体表征

(A)哈口气致液滴冷凝显现图案与液滴挥发后图案消失

(B)哈口气致阵列化胶体光子晶体颜色改变

该研究得到国自然基金、广东省创新团队、广东省特支计划、粤港合作、深圳市孔雀团队等项目支持。

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

本文系论文作者Andy投稿。

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