结构色材料的构建是基于可见光与规律性排布纳米结构之间的相互作用而产生。一维棒状纳米材料，如纤维素纳米晶体和金纳米棒，由于其特有特性：双折射和表面等离子体效应，它们在光学材料领域中获得广泛关注。双折射使透射光产生积累性光滞后，表面等离子体效应对入射光进行特定波长的吸收，这些纳米棒状材料的有序排布是实现特异性光学效应的关键，电场，磁场及各种剪切力诱导取向是制备各向异性材料的有效途径。然而，如何实现两种纳米棒状材料在高分子基体中的有序排布，使两种光学现象有效协同发挥作用仍较为困难。
2019年以来，哥廷根大学张凯教授课题组通过拉伸-松弛-干燥动态水凝胶的方法，前期取得系列研究进展，使分散在动态水凝胶中的棒状纳米材料实现有序排布，成功制备了多维度双折射材料，并用于光学防伪材料 (ACS Nano 2019, 13, 3867−3874; Adv. Optical Mater. 2020, 8, 2000547)。近日，该课题组进一步开拓此方法，同时排布纤维素纳米晶体和金纳米棒，集合了双折射和表面等离子体效应两种特异性光学机制。两种光学机制的协同作用实现了更广的颜色调整范围并通过模块化设计实现快速灵活的色彩调控。
相关成果以“Structural Colors by Synergistic Birefringence and Surface Plasmon Resonance”为题发表在ACS Nano 。文章第一作者为王晓杰博士， 第二作者为博士生徐丹， 通讯作者为德国哥廷根大学张凯教授。
原文链接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c05599
相关进展
德国哥廷根大学张凯教授团队：利用动态复合水凝胶中的液体行为构建多维度双折射材料
东南大学赵远锦教授和顾忠泽教授团队：石墨烯水凝胶结构色条纹用于智能防伪动态条码
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