全光谱SiO2结构色薄膜的加色法制备及其光学性能

为解决在制备不同粒径的小球来实现全光谱结构色过程中工作量大的问题,采用溶剂调控法合成粒径均匀的304、260、200 nm的SiO₂纳米颗粒,利用三原色加色法原理将3种不同粒径的纳米SiO₂悬浮液按照不同质量比两两混合,然后放在烘箱中进行重力沉降自组装,制备出全光谱非晶光子晶体结构色薄膜,探究混合比例对SiO₂光子晶体结构色的影响。同时为提高结构色的饱和度,将墨水添加到不同混合比例的SiO₂悬浮液中,研究墨水质量分数对光子晶体结构色的影响。结果表明：随着小粒径SiO₂比例的增加,结构色会出现蓝移现象;墨水质量分数越高,结构色亮度越低,色度呈先增加后减小趋势,当墨水质量分数为0.4%时,结构色饱和度最好。     

再分散法制备低角度依赖结构色织物

为了研究更为绿色环保的染色技术,提出了以再分散法在纺织品表面构筑非晶光子晶体结构。将经过一次重力沉降后的二氧化硅薄膜刮下,经过研磨后在织物上进行二次重力沉降,即可将非彩虹结构色与纺织品相结合。在不同温度的自组装环境下,以不同的二氧化硅质量浓度以及不同体积在不同的组织结构上进行实验,研究温度、质量浓度、体积、组织结构等因素对非晶光子晶体结构的影响。结果表明：当二氧化硅悬浮液质量浓度为25 mg/mL时,体积为2 mL时,在40℃的环境下进行自组装可获得较好的非晶光子晶体结构色织物;在同等实验条件下,选择的织物的组织结构越平整,纱线排列越紧密,织物内的孔隙越小,最终组成的颜色效果越佳。     

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。     

针织物表面结构色的构建

为减轻印染行业带来的环境问题,将生色效果良好的光子晶体结构色运用于针织物表面。首先制备大小均匀、粒径可控的二氧化硅(SiO₂)纳米颗粒,然后通过重力沉降法将颗粒自组装到不同的针织物表面获得结构色。探讨了SiO₂颗粒粒径、自组装温度、织物组织结构对针织物表面结构色显色效果的影响。结果表明:不同粒径的SiO₂纳米颗粒在针织物上产生了不同的结构色,结构色的反射波峰的波长由SiO₂的粒径决定,且符合布拉格衍射定律;在其他实验条件相同的情况下,较低温度的自组装所得到的结构色显色效果较好,较光滑的纬平针织物的显色效果要更优。     

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.     

光子晶体结构色纤维的制备技术及发展前景

介绍了光子晶体结构色纤维的制备方法及其性能,总结了其在纺织材料、功能涂料、光电器件和智能检测等领域中具有代表性的研究成果,阐述了结构色纤维的应用潜能。     

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。     

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。     

结构色在纺织领域中的研究进展

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。     

蓝宝石的紫外-可见光谱及其致色机理分析

蓝宝石的紫外-可见吸收光谱和能谱分析结果表明, 蓝宝石从粉红色→紫色→蓝色→绿色→黄绿色→黄色, 其Fe3 的浓度相对Fe2 -Ti4 离子对浓度由低至高变化; 浅蓝色到深蓝色蓝宝石中的Fe和Ti均有所增加; 褐色蓝宝石含有相对较多的Fe和Cr; Mn可能与蓝宝石的紫色有成因联系. 热处理蓝色蓝宝石和辐照黄色蓝宝石在450, 375, 387 nm处的吸收较未处理的弱, 辐照黄色蓝宝石在405 nm处有吸收带.     

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...     

仿生结构生色技术及其在纺织领域应用的研究进展

针对传统印染行业高能耗、高污染的问题,急需革新染色技术,开发具有更加高效、节能和环保的染色新方法。结构色因其色彩饱和度高、色彩长期稳定且对环境友好而受到了越来越多的关注,并取得了极大进展,尤其是在纺织印染领域。首先分析了结构色的形成原理,系统总结了结构色材料的制备新技术,包括刮涂法/喷涂法、垂直沉积法、重力沉降法、浸渍提拉法、层层自组装法、电泳沉积法、静电纺丝法、磁控溅射法、原子层沉积法等,并比较了各种技术的优劣。在此基础上,进一步探讨了结构色在纺织领域中的多维应用,指出了结构色所面临的挑战,并从仿生自然发展新型结构色材料、提高结构色色彩丰富度及力学稳定性、突破结构色规模化制备技术、完善结构色产品生态等4个方面展望了结构色的未来发展方向,以期推动结构色跨越式发展,助力 “碳达峰,碳中和”国家战略。     

仿生结构生色技术及其在纺织领域应用的研究进展

针对传统印染行业高能耗、高污染的问题,急需革新染色技术,开发具有更加高效、节能和环保的染色新方法。结构色因其色彩饱和度高、色彩长期稳定且对环境友好而受到了越来越多的关注,并取得了极大进展,尤其是在纺织印染领域。首先分析了结构色的形成原理,系统总结了结构色材料的制备新技术,包括刮涂法/喷涂法、垂直沉积法、重力沉降法、浸渍提拉法、层层自组装法、电泳沉积法、静电纺丝法、磁控溅射法、原子层沉积法等,并比较了各种技术的优劣。在此基础上,进一步探讨了结构色在纺织领域中的多维应用,指出了结构色所面临的挑战,并从仿生自然发展新型结构色材料、提高结构色色彩丰富度及力学稳定性、突破结构色规模化制备技术、完善结构色产品生态等4个方面展望了结构色的未来发展方向,以期推动结构色跨越式发展,助力 “碳达峰,碳中和”国家战略。     

铬和钒在宝石变色效应中的作用

运用现代分析手段，对变石、合成变石、变色石榴石、合成及天然变色蓝宝石等多种变色宝石的化学成分及紫外-可见光光谱进行了分析，并运用晶体场理论讨论了变色效应的成因，着重分析了各种变色宝石中Cr和V在变色效应中的作用。变色效应是光源性质和宝石中致色离子的选择性吸收共同作用的结果。宝石对红、绿光的吸收达到基本平衡，才能在日光和白炽光下产生明显不同的颜色。     

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.     

光子晶体在织物表面的色泽呈现

为探究结构色在织物显色方面的可行性以及织物组织结构对光子晶体结构色显色效果方面的影响,选用不同织物组织结构的黑色涤纶织物为基材,采用经典的Stöber 法制备高圆整度、单分散、粒径为150 ～300 nm 的Sio2微球,通过垂直沉积自组装法将微球组装在涤纶织物上得到显色效果较佳的光子晶体结构色。使用Lambda-35 紫外可见分光光度计进一步验证不同织物组织结构上光子晶体结构色的显色差异。结果表明：在相同自组装工艺条件下,织物组织结构不同造成的反射光强度差异将会影响光子晶体结构色的呈现;相比于平纹织物表面的结构色,缎纹织物的结构色亮度相对较暗。     

柔性光子晶体结构生色膜的制备及其光学性质

针对硬质纳米微球所构筑的光子晶体在外力作用下结构易损坏,结构色耐久性差的问题,采用分步法合成内刚外柔型聚苯乙烯/聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)(PS/P(MMA-BA))纳米微球,然后通过熔融剪切法快速制备柔性光子晶体结构生色膜。结果表明:纳米微球制备中内核交联剂二乙烯苯(DVB)可增加PS内核的交联密度和折光指数,使之与外层产生一定的折光指数差,且可与外层P(MMA-BA)共价连接;外层交联剂甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)可使纳米微球外层形成一定的交联点而提高外层的稳定性;当DVB用量为苯乙烯(St)的12.5%,ALMA用量为MMA与BA总量的0.3%时,光子晶体结构生色膜具有优良光学性质和力学性质,产生的结构色鲜艳明亮,且耐弯折、耐冲洗、耐摩擦;适应此类纳米微球组装的熔融剪切法,能快速大面积制备柔性光子晶体结构生色膜。