通讯作者：杨东朋 （博士）、黄少铭（鉴湖讲座教授、国家杰青）

其他作者：齐陈泽 （教授）、马德琨 （教授）

发表期刊：Nat. Commun., Adv. Funct. Mater., Adv. Colloid Interface Sci.,

J. Colloid Interface Sci., Adv. Photonic Res.

影响因子：14.7, 18.5, 15.9, 9.4, 3.7

第一单位：绍兴文理学院

论文DOI: https://www.nature.com/articles/s41467-024-49860-3

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202310861

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0001868624000125?via%3Dihub

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979724003308?via%3Dihub

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adpr.202300329

研究介绍

　　近日，我院浙江省精细化学品传统工艺替代技术研究重点实验室齐陈泽教授团队杨东朋博士与国科大杭州高等研究院黄少铭教授合作，设计制备了具有明亮结构色的新型热/力致色变光子晶体功能材料，并拓展了其在多级防伪、信息加密、智能窗户、无油墨印刷等领域的应用(图1)。相关系列成果以绍兴文理学院为第一单位、杨东朋博士为第一通讯作者在国际著名期刊Nature Communication、Advanced Functional Materials、Advanced in Colloid and Interface Science、Journal of Colloid and Interface Science发表，并受邀为Advanced Photonics Research撰写综述性论文。

　　力致色变光子晶体因具有通过外力改变结构色的特性受到广泛关注。然而，撤去外力后，力致色变结构色迅速恢复且难以记录，限制了其应用拓展。本文作者通过结合非密堆积力致色变光子晶体和相变材料，制备了一种具有热开-关特性和多色记录-擦除功能的新型力致色变光子晶体纸张。通过在相变温度以上挤压光子晶体纸张获得目标结构色，随后冷却至室温记录目标结构色。通过加热挤压后的光子晶体纸张，可对已记录的结构色进行擦除。基于上述特性，作者发展了基于光子晶体纸张的新型多色、高分辨无油墨印刷术，实现了对同一纸张重复擦写（图1）。该新型光子晶体纸张的发展和大范围使用将有助于减少环境污染、一次性油墨和纸张的使用。相关研究成果以“Multicolor recordable and erasable photonic crystals based on on-off thermoswitchable mechanochromism toward inkless rewritable paper”为题在中科院1区、国际顶级期刊《Nature Communications》上发表。

　　在此基础上，作者通过结构设计，制备了具有折射率匹配、晶面间距大及非密堆积有序结构的 “二氧化硅/聚合物单体” 新型热响应液态光子晶体智能窗户（图2）。该智能窗户表现出：1）高透明度（94%）、明亮的前向散射结构色和极弱的反射结构色和2）动态可调的透过率（24-94%）和结构色饱和度（1-55倍），解决了传统热响应智能窗户高透明度和明亮颜色不能兼顾且不易调的问题。此外，作者实现了基于该智能窗户材料的信息加密和防伪技术。相关研究成果以“Structural color-based smart liquid windows address the tradeoff between high optical transparency and brilliant color”为题在中科院1区、国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》上发表。

　　进一步，作者通过可控纳米材料可控组装与复合，获得了具有前向结构色、高透明度的固态光子晶体结构色材料，并实现了基于观察角度变色的新型防伪技术（图3），相关研究成果以“Metal-organic framework photonic crystals with bidisperse particles-based brilliant structural colors and high optical transparency for elaborate anti-counterfeiting”为题在中科院1区、国际顶级期刊《Journal of Colloid and Interface Science》上发表。

　　此外，作者总结了光子晶体结构色功能材料在传感（图4）、印刷（图5）等领域的进展，相关综述成果以“Smart colloidal photonic crystal sensors”为题在中科院1区、国际顶级期刊《Advanced in Colloid and Interface Science》上发表；以“Progress in printable colloidal photonic crystals”为题在国际光学期刊《Advanced Photonics Research》上发表。

图1 新型力致色变光子晶体材料无油墨印刷应用

图2 热响应液态光子晶体结构色智能窗户性能级应用

图3 具有前向结构色、高透明度固态光子晶体结构色材料及防伪应用

图4 胶体光子晶体结构色传感器

图5 可印刷光子晶体结构色材料

第一通讯作者：杨东朋 博士

　　杨东朋，博士，化学化工学院讲师。主要研究方向：智能胶体光子晶体功能材料。主持国家自然科学基金青年项目、广东省自然科学基金面上项目等共计6项。共发表SCI论文60余篇，论文总被引2000余次，H-index: 30。以第一作者在J. Am. Chem. Soc., Adv. Funct. Mater.(2篇)等杂志发表SCI论文6篇。独立开展工作以来，以通讯作者在Nat. Commun., Cell Rep. Phys. Sci., Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., Adv. Colloid Interface Sci., Mater. Horiz., Chem. Eng. J., Research, Adv. Optical Mater (2篇), J. Colloid Interface Sci. (4篇), ACS Appl. Mater. Interfaces (4篇), J. Mater. Chem. C (2篇)等杂志上发表SCI论文40篇，并多次受邀撰写综述及研究论文。研究成果多次被Nature, ACS, APS等作为研究亮点进行介绍，并多次被选为杂志封面。作为独立审稿人为Sci. Adv., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Small, Chem. Eng. J., ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Colloid Interface Sci., J. Mater. Chem. C等杂志审稿。

团队负责人：齐陈泽 教授

　　齐陈泽，博士，化学化工学院教授。主要研究方向：精细化学品合成技术，有机合成中的绿色替代技术，高分子材料的结构与性能关系。入选浙江省跨世纪学术与技术带头人151人才，浙江省高校中青年学科带头人，绍兴市第4、5、6、7批专业技术拔尖人才，绍兴市高级专家。主持和作为主要承担者获得10余项国家自然科学基金、2001年获浙江省青年人才培养基金（现改名为浙江省杰出青年基金）、包括浙江省自然科学基金在内的20余项纵向和横向项目，多项成果在企业实现了工业化。曾获浙江省科学技术二等奖1项，浙江省高校科研成果二、三等奖各1项。在学术刊物上发表SCI/EI学术论文200余篇，获发明专利40余项，培养博士2名，硕士20余名。