非晶光子晶体结构色织物的制备及其数值模拟

为深入研究非晶光子晶体结构,实现对结构色的有效调控,将经快速氧化制备的壳核结构聚苯乙烯/聚多巴胺(PS/PDA)微球在棉织物上构建三维非晶光子晶体结构,采用Rsoft软件建立数值模型对其光学性质进行计算。探究晶体微球粒径、光线入射角度对光子晶体反射率的影响,并通过CIE标准色度系统得到色品坐标,在CIE色度图中直观地反映光子晶体结构色变化。研究表明:计算结果与实验测试结果较为吻合,粒径为 195、222、267、287 nm的PS/PDA纳米微球构建的非晶光子晶体结构,依次对应蓝色、绿色、黄绿色和红色,且随着入射角的不同,结构色不会发生改变。通过数值模拟计算,可控制纳米微球粒径、调节非晶光子晶体的光子赝带隙,从而对产生的结构色进行有效调控。     

聚苯乙烯/铁-单宁酸配合物微球在棉织物上的结构生色

针对目前基于多巴胺制备结构色织物的过程耗时及成本高的问题,采取单宁酸替代多巴胺快速实现结构色效果,制备了聚苯乙烯/铁-单宁酸配合物(PS/TA-Fe³⁺)微球,并通过重力沉积法在棉织物表面构建无规密堆积的非晶胶体阵列。采用马尔文纳米粒度分析仪、场发射电子显微镜、透射电子显微镜和显微角分辨光谱仪对聚苯乙烯(PS)微球、PS/TA-Fe³⁺微球和结构色织物进行了表征,探究了适宜的单宁酸和Fe³⁺用量,表征了结构色织物表面PS/TA-Fe³⁺微球的排列、结构生色效果及PS/TA-Fe³⁺涂层的结构稳定性。结果表明:当单宁酸用量为10%、单宁酸与Fe³⁺的量比为10:1时,制备的PS/TA-Fe³⁺微球粒径均匀、单分散性较好,结构色织物颜色柔和明亮,不具备角度依赖性,且具有良好的耐洗涤和耐摩擦性能。