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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