反应型结构色材料八成对外界刺激作念出反应色狼窝，并能动态调控其结构色，被世俗应用于彩色涂层、显露器、可视化传感器、信息安全、军事伪装和智能可穿着器件等畛域，并成为比年来的不时热门。可是，当今相干不时多聚拢在对单一颜色单元的调控，且材料制备工艺相对复杂，刺激本领和调制方法单一，极地面落幕了此类材料的内容应用。因此，探索新的刺激本领和调制方法以已毕单一材料的多色分别成为了东谈主们柔和的首要课题。比年来，受变色龙颜色调控机制的启发，东谈主们也曾暴戾并发展出了多种结构色调控计谋，但在想象和拓荒更易获取的刺激反应方法并已毕多色分别和颜色重构方面仍然靠近着极大挑战。

图1 受变色龙启发的HPC-P(AA-AM)复合材料的热致多色分别机制

针对这一课题，西安交通大学物理学院不时团队模仿变色龙的颜色调控计谋，通过将羟丙基纤维素(HPC)与聚(丙烯酸-丙烯酰胺)(P(AA-AM))水凝胶结合，见效制备了具有多色分别才能的胆淄相纤维素复合材料（CPCC）。由于复合体系中胆淄相HPC的螺距随温度升高而增大，且螺距变化范围受复合体系中水凝胶交联度的影响，因此不错通过更动水凝胶的交联度来调控HPC结构色对温度的反应举止，进良友毕温度指点下的多色分别，痴迷系列如图1所示。不时发现，进步HPC的浓度不错有用缩小胆淄相HPC的螺距，并使得高浓度下不同交联度的CPCC在室温下的反射峰波长永远处于紫外区域，即室温下永远不显露结构色，材料呈透明现象；而跟着温度升高，胆淄相HPC的螺距冉冉增大，反射峰波长冉冉红移干预可见光波段，从而表透露温度指点的多色分别征象，如图2所示。这一发现为以温度为密匙的防伪材料的想象提供了新的念念路。

图2 HPC-P(AA-AM)复合材料的热反应多色分别色狼窝

为了进一步已毕结构色的电刺激调控，将CPCC与导电碳油结合，诳骗导电碳油酿成的碳层当作导电基底，通过施加电压在碳层中酿成的电流产生的焦耳热对表层CPCC进行加热，进良友毕结构色的动态调控。由于CPCC优异的热反应才能，所酿成的薄膜在0~3V的电压下即可已毕结构色在悉数这个词可见光范围的调控；同期通过对复合体系中水凝胶交联度的局部调控，所酿成的CPCC薄膜表透露低电压脱手的多色分别才能，如图3所示。

图3 HPC-P(AA-AM)复合材料的电反应多色分别

图4 HPC-P(AA-AM)复合材料的磁反应多色分别

相似基于CPCC的热敏特色，结合FeNi3磁性合金纳米粒子优异的磁热性能，想象了一种可通过磁场进行多色分别的智商。在高频交变弱磁场作用下，FeNi3纳米粒子可通过磁滞损耗、弛豫损耗等方法将磁场能高效地转动为热能，从而对纤维素薄膜进行快速加热，已毕磁场指点下的结构色动态调制。进一步诳骗FeNi3纳米粒子在基底中的像素化分散及浓度变化，可已毕各像素点结构色的寂寥调控，从而赢得弱磁场作用下的多色分别和像素化显露收尾，如图4所示。

图5 HPC-P(AA-AM)复合材料在热致变色显露、电热脱手像素化显露及热-电-磁脱手的信息加密中的应用

终末，不时东谈主员将上述热-电-磁三种结构色调控计谋进行了集成，并结合复合体系中水凝胶交联度的图案化分散想象，已毕了结构色的多通谈显露和调控。其中，三种调控本领既可单独作用也可互相协同，从而在单一材料中赢得了丰富的、多线索结构色显露收尾。这种通过热-电-磁多重刺激已毕多色分别的智商，在彩色显露、信息加密和防伪等畛域有着独有的上风和广泛的应用远景。

该职责近日以“Bio-Inspired Cellulose Composites with MulticolorSeparation via Electro-Thermal and Magneto-ThermalTechniques for Multifunctional Applications”为题发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上，西安交通大学物理学院为惟一通信单元，著作第一作家是西安交通大学物理学院博士生温小翔，西安交通大学物理学院卢学刚西宾、杨森西宾为论文通信作家。该项不时得到了国度要点研发野心技俩，国度当然科学基金和陕西省当然科学基金的援救。

论文结合：https://doi.org/10.1002/adfm.202408792色狼窝

• 色狼窝
• 去的
• 首要
• 调控
• 畛域