胶体和玻璃可以被设计成具有可调节的、彩虹色的、不褪色的和无毒的结构颜色。然而，低适印性和差的印刷质量限制了它们的使用。在这里，SHIN-HYUNKIM和来自韩国的其他研究人员报道了用胶体墨水直接书写高亮度和高饱和度的结构化彩色图形。相关论文在科学进展发表，题目是“用胶体光子墨水直接书写定制的结构色图形”。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj8780

大自然创造了周期性的纳米结构来发展结构颜色，这种颜色可以增强或降低动物的可见性，用于交配竞争或伪装。一些生长在光照不足的环境中的植物利用纳米结构来提高它们的光合效率。受大自然的启发，研究人员开发了人造周期性纳米结构，以提供可调的彩虹色、不褪色和无毒的颜色。胶体组装法是制备光子纳米结构最经济、最简单的方法之一。长程有序胶体晶体的彩虹色较强，短程有序胶体玻璃的颜色较浅，角度依赖性较低。利用胶体阵列的实际着色需要可靠且可再现的图案和控制布置方式以及胶体阵列的高机械稳定性。可根据设计、颜色组合和目标承印物类型定制的结构彩色印刷尤其具有吸引力。虽然人们提出了各种胶体成分结构色模式的策略，但很少能满足商业应用的要求。蒸发诱导自组装已用于局部沉积的胶体悬浮液，但其通量低且机械稳定性差。尽管各种自上而下的光刻技术也用于制备自下而上的胶体成分的微图案，但是当用于多色图案时，这些技术通常涉及精细且耗时的多步骤过程。喷墨打印是定制模式的最有前途的方法之一。但是，大的间隙和球形胶体组装限制了颜色的亮度。因此，如何通过简单和容易的工艺以高产量生产具有高光学性能和足够机械稳定性的结构化颜色图案仍然是长期的挑战。在这里，研究人员报告了直接书写的胶体光子墨水的可定制结构彩色打印。为了避免耗时的蒸发过程，在没有挥发性组分的情况下，颗粒具有排斥的颗粒间电势，这导致了颗粒的自发有序化。通过将二氧化硅颗粒分散在光固化树脂中，二氧化硅颗粒的体积分数适合宏观印刷和微观胶体结构，从而优化油墨的制备，并提供明显的着色和令人满意的印刷流变性。使用这种墨水，可以直接在各种基底上书写任何线条和表面的宏观设计，其中微观的胶体排列设置为结晶或无定形，这取决于树脂的粘度来控制颜色的彩虹色。此外，高机械稳定性和控制模量使图形能够转移到表面上，通过折纸折叠，或弹性拉伸。这种直写方式为结构色的实际运用提供了前所未有的可控性和通用性。

图1直接在结构上书写彩色线条。

图2控制线的尺寸。

图3直写结构色面。

图4多色图案。

图5具有受控特性的多色图案。综上所述，研究人员演示了使用粘弹性光子墨水直接书写结构化颜色图案。油墨的最佳配方是同时实现高印刷适性所需的宏观流变性和结构着色所需的微观胶体排列。胶体排列受墨水介质粘度控制，可以是彩虹晶体结构，也可以是彩虹色较少的玻璃结构。直写提供结构化的彩色线条，宽度控制在180 ~ 800 m范围内，在不影响打印质量的情况下，打印速度可为提高 ~ 15 MMS 1。熔融表面晶体取向可控，平整度高，绝对反射率高于80%。因为高粘度阻碍了两种不同油墨的混合，多色图文印刷采用单步光固化。此外，图形可以直接印刷在各种目标表面上，包括玻璃、塑料、金属、纸张和织物，或者转移到任何目标表面上。这种实用的直接书写方法提供了前所未有的可控性和通用性，并作为设计结构彩色图形的实用手段。光子墨水可以进一步设计成具有各种刺激响应性。织物上可调节的颜色图形可以用作类似变色龙皮肤的可穿戴显示器。刺激贴片可以作为人类日常生活和工业中温度、湿度、pH值和特定分子的直观比色指标。(文：水生)本文来自微信微信官方账号“材料科学与工程”。欢迎转载，请联系，未经允许拒绝转载至其他网站。