结构生色织物的研究进展

结构生色是一种无需化学染料即可实现纺织品染(着)色的新型上染技术,由于其具有不易褪色、饱和度高、亮度高等特点,在纺织印染行业具有较大的发展潜力。综述了采用胶体自组装法、磁控溅射法和原子层沉积法制备结构生色织物的研究进展及各方法的优缺点,介绍了通过添加黏合剂、使用软质微球和夹层结构3种方法来增强结构生色织物的机械稳定性,并对目前结构生色织物制备中存在的问题进行了总结。     

基于光子晶体的结构色织物研究进展

针对传统印染行业污染高、能耗高的问题,综述了一种绿色环保的纺织着色印染方式,即结构生色的织物着色方法;分析了其光子晶体结构的生色原理,并将采用光子晶体结构的色织物制备方法总结为一步法和二步法。一步法为直接在织物表面涂覆结构色材料,其中重力沉降法和垂直沉积法制备方法简单,静电自组装法结构色织物的厚度可控,喷墨打印法可实现织物的局部精准着色,雾化沉积法适用于不规则织物表面的印染,磁控溅射法适用于各种材料织物的染色;二步法为从结构色纤维、纱线到织物的制备方法,制备步骤复杂,但制备织物的力学性能较一步法好,印染织物后其色牢度优。最后总结了结构色织物在发展中存在的问题。     

非晶光子晶体结构色织物的制备及其研究进展

非晶光子晶体结构色呈色明亮，制备过程节能环保，与光子晶体结构色相比，不会随观察角度的变化而变化，在纺织印染行业具有较大的发展潜力。本文综述了非晶光子晶体结构色的生色原理、非晶光子晶体的分类、非晶光子晶体结构色织物的制备方法及国内外的研究进展。最后对非晶光子晶体结构色织物制备中存在的问题和其结构色织物未来研究方向进行了分析，并指出关键问题，从而促进非晶光子晶体结构色织物的实际应用。     

结构生色纺织品的研究进展

结构生色技术在纺织领域有很大的发展潜力。文中通过对结构生色机理以及目前研究所涉及的结构色制备方法的阐述,特别是对磁控溅射法制备结构生色纺织品做了详细介绍,目前的研究结果都表明,无论采用何种结构色制备方式,薄膜的厚度、层数都是影响颜色的重要因素。最后,文中对结构生色纺织品存在的问题和发展趋势进行了总结,指出了颜色的稳定性、颜色的重现性及靶材的生态性均是结构生色纺织品未来研究需要重视的问题。     

纺织品结构生色的研究进展

近年来,在纺织品上构建结构色来实现其着色的研究炙手可热。与传统的染料和颜料所产生的化学色不同,结构色的产生无须依靠色素着色剂,具有高明亮度、高饱和度、永不褪色等特征,是一种生态环保的着色方式。文章系统介绍了结构色产生的方式及其基本原理,对纺织品上结构色的制备方法进行了阐述,并探讨了结构生色纺织品的应用进展,最后分析了纺织品上的结构生色在应用过程中可能存在的问题和面临的挑战。这些工作为实现纺织品上结构生色的实际应用提供了策略支撑。     

结构色纤维的研究进展

结构色具有绿色环保、低能低耗、不褪色等一系列优点。综述了纤维结构色生色机理、结构色纤维的制备方法及用途的研究进展,并分析了目前结构色纤维制备过程中存在的问题。     

仿生光子晶体结构生色织物的大面积连续化制备

针对目前光子晶体结构生色织物难以大面积连续化制备以及光子晶体的结构稳定性与光学性质难以兼顾的问题，以旋蒸法制备具有预结晶形态的液态光子晶体(LPC),并以LPC为组装中间体，在经特殊高分子预处理的纺织基材上快速大面积制备具有高结构稳定性、高颜色饱和度的光子晶体。结果表明：所制备的LPC呈现鲜艳的结构色且具有优异的动态恢复性；通过外力剪切诱导作用将LPC施加到经特殊高分子预处理改性的织物表面，LPC快速重构显色并向固态光子晶体转变(1 min),再经适当的加热后处理(60℃,5 min),织物表面高分子层界面分子发生弛豫和迁移，以稳固光子晶体结构；以LPC为工作液，应用自行研制的中试设备，实现了光子晶体结构生色织物的快速连续化制备。     

纳米表面处理织物氮化硅铝结构色生色规律探究

采用纳米表面处理技术在涤纶基布表面进行磁控溅射制备氮化硅铝结构色薄膜。通过研究氮化硅铝生色层不同镀膜次数下的颜色表现,来探索膜层厚度对氮化硅铝结构色生色的影响规律。结果表明:随生色层膜层厚度的增加,织物颜色的变化规律为:浅黄→金黄→浅紫→紫→蓝紫→深蓝→蓝绿→绿→黄绿→金黄→紫色→绿色,呈现一定的周期性变化。该研究对氮化硅铝及其他膜系结构色的工艺控制与产品开发具有较强的参考价值。     

SiO_2胶体微球在真丝织物上的垂直沉积自组装研究

为研发结构生色的真丝织物,以硬质二氧化硅胶体微球为基本结构单元,采用垂直沉积自组装法,通过控制相对湿度、组装温度、胶体微球质量分数和组装溶剂等自组装因素,在真丝基底织物上构造结构色Si O_2光子晶体。研究结果表明:通过严格控制垂直沉积自组装过程的组装因素,在组装温度25℃、相对湿度60%、微球质量分数2.0%、以纯水或纯乙醇为组装溶剂的条件下,可在真丝织物上制备得到三维有序的Si O_2光子晶体结构,呈现双面生色效果。为在纺织品上构建光子晶体结构及其生色理论提供有益的理论支撑和实践经验。     

二氧化硅/聚甲基丙烯酸甲酯光子晶体在涤纶织物上的结构生色

为开发无机/聚合物复合微球在纺织品结构色上的应用,在制备粒径可控、单分散性优良的二氧化硅/聚甲基丙烯酸甲酯(SiO_2/PMMA)微球基础上,通过垂直沉积自组装法,在涤纶织物表面构建有序的SiO_2/PMMA光子晶体结构。应用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、三维视频显微镜和多角度分光光度仪分别表征了涤纶织物表面SiO_2/PMMA光子晶体的排列及结构生色效果。研究结果表明:涤纶织物表面的SiO_2/PMMA光子晶体呈现三维有序的非密堆积面心立方结构;结构色鲜艳明亮,随微球粒径的变化而变化;在不同观察角度下结构色呈现出不同的色相及色彩饱和度,具有明显的虹彩效应。     

结构色在纺织领域中的研究进展北大核心

结构生色作为一种清洁和生态的方法,与传统染料相比,其在纺织领域具有更为广阔的应用前景。详细介绍了包括光栅衍射、薄膜干涉、光散射和光子晶体四种构建结构色的相关机理,以及各种原理的调控策略;介绍了近年来研究人员应用较多的构建结构色的方法,并分析了各方法的优缺点;综述了结构色应用于纺织品的研究现状,特别是结构色颜料、纤维和织物。     

胶晶构筑材料研究进展及其在纺织中的应用

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.     

活性染料/聚苯乙烯复合胶体微球的制备及其在桑蚕丝织物上的结构生色

为提高纺织品结构生色光子晶体的色彩饱和度,通过静电吸附将黑色活性染料引入带正电聚苯乙烯(PSt)胶体微球表面,制备了一种外表面吸附染料型PSt结构基元(活性染料/PSt微球),采用数码喷印方式在桑蚕丝织物上构建结构生色光子晶体。研究了染料在PSt胶体微球表面的吸附条件和吸附模型,对活性染料/PSt微球的结构形貌及所得光子晶体的排列和结构生色效果进行表征。结果表明:PSt微球表面染料的吸附量随时间、温度和染料用量的增大而增大;该吸附模型符合Langmuir型;活性染料/PSt微球具有典型的核壳结构,微球粒径较吸附前略有增大;白色蚕丝织物表面所构建的活性染料/PSt光子晶体生色结构,微球排列规整有序,呈现鲜艳明亮的结构色。     

功能性结构色纳米纺织材料的研究进展

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。     

一氯均三嗪活性染料/纳米微球复合型结构色墨水的制备及应用

以一氯均三嗪活性染料和聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(P(St-MAA))纳米微球制备活性染料/纳米微球复合型墨水,喷印在真丝织物上构建光子晶体生色结构。应用扫描电子显微镜、紫外-可见近红外光光度计、3D视频显微镜和旋转流变仪研究复合型墨水中P(St-MAA)纳米微球浓度、活性染料浓度、墨水表面张力和黏度对真丝织物上光子晶体结构及其生色效果的影响。研究结果表明:调节P(St-MAA)微球质量分数为15. 0%,一氯均三嗪活性染料墨水体积分数为5. 0%,控制墨水表面张力介于53～65 mN/m,黏度不超过3. 70 mPa·s时,复合型墨水可以在真丝织物喷印构建颜色鲜艳的光子晶体结构色图案。     

结构生色及其染整应用(三)

4 国内外结构生色的研究现状及发展 4.1人工制备结构色材料 由于结构色具有诸如高亮度、高饱和度、永不褪色等很多优点,人们自然而然地就想到要去复制这种结构,为我所用.然而自然界中的结构色生物结构复杂,难以复制,再加上存在的天然结构色物质比较少且尺寸较小,很难满足人类大规模生产的需求.因此在对生物界结构色材料广泛研究的基础上,人们制备得到了具有结构色的纳米功能材料,而这种材料主要就是人工制备的光子晶体.     

基于光子晶体结构生色纤维的研究进展

为制备色彩饱和度高、不易褪色且制备过程环境友好的多彩纤维,研究人员开发了多种相关的技术,其中光子晶体形成的结构色纤维具有优良的特性。因此对近年来国内外关于光子晶体结构色纤维的研究进行了回顾,综述了组成结构色纤维的多维光子晶体的生色原理,重点总结了光子晶体结构色纤维的主要制备方法,包括传统纤维外部着色法、模板法组装和不同纺丝技术形成结构色纤维。大量的研究表明,光子晶体作为结构生色技术的基础材料,促进了光子晶体结构色纤维研究的蓬勃发展。此外,综述了多功能结构色纤维在穿戴、检测、传感等领域的研究和应用进展,分析了光子晶体纤维设计和应用的瓶颈问题,并对其未来发展趋势进行了展望。光子晶体纤维的机械性能、优异的色彩饱和度等光学性能和尺寸均匀性使其在可穿戴、传感、生物检测、环境响应等领域具有很好的应用前景。     

织物上二氧化硅/聚乙烯亚胺光子晶体生色结构的制备

与传统染料的化学色相比,结构色不依靠色素着色,具有高饱和度、清洁环保、不褪色等特点,因而成为研究热点。实验采用溶胶—凝胶法制备二氧化硅纳米球,应用静电和垂直沉积自组装法在织物表面构建光子晶体生色结构薄膜。为保证薄膜与织物界面的牢固性,利用水溶性胶黏剂进行处理。通过激光粒度分析仪、扫描电镜、接触角测量仪、红外光谱仪、摩擦实验等对不同处理的织物进行测试。结果表明：随着氨水用量的增加,二氧化硅纳米球粒径增大;经过二氧化硅/聚乙烯亚胺自组装和水溶性胶黏剂处理后,二氧化硅纳米球可以有序、牢固地黏附于织物表面形成光子晶体结构;织物发生颜色变化,在不同角度下呈现着明显的颜色差异,具有高亲水性与耐摩擦性。     

二氧化硅光子晶体在涤纶织物上的结构生色

以200-400 nm单分散二氧化硅胶体微球为结构单元,采用垂直沉积自组装法,在涤纶织物上构建三维有序的的面心立方(FCC)结构二氧化硅光子晶体,呈现双面结构生色效果。通过对涤纶织物上结构色的三维视频显微镜和反射率光谱分析,研究了二氧化硅胶体微球粒径和观察角对光子晶体结构色的影响。研究结果表明：涤纶织物上光子晶体结构色与光子禁带位置密切相关,其禁带位置可随二氧化硅胶体微球的粒径和观察角的变化而发生改变。     

涤纶织物上自交联型P(St-NMA)光子晶体的构筑及其结构稳固性

为提升光子晶体生色结构在纺织基材上的稳固性,以自交联型聚(苯乙烯-N-羟甲基丙烯酰胺)(P(St-NMA))胶体微球为结构基元,通过数码喷印技术将其施加到涤纶织物上构筑光子晶体生色结构。观测P(St-NMA)微球的形貌,表征光子晶体的排列和结构色效果,并测试和对比PSt和P(St-NMA)2种光子晶体生色结构在基材上的稳固性。结果表明:P(St-NMA)胶体微球具有典型的核壳结构,其中疏水性的聚苯乙烯(PSt)为核层,亲水性的聚N-羟甲基丙烯酰胺为壳层;P(St-NMA)光子晶体生色结构排列规整,色彩鲜艳、虹彩明显;相比PSt光子晶体生色结构,P(St-NMA)光子晶体生色结构的稳固性显著提升,经折叠、水洗后不易脱落。