顆粒在線訊：具有不同折射率的周期性排列的兩種不同成分組成的光子晶體(PC)，由于對應于光子帶隙的光反射產生了可見光范圍結構色(SC)，因此引起了極大的關注。由于PC的SC能夠在外部刺激下被可逆地控制和定位在空間中，因此PC已廣泛用于新興傳感器、顯示器和模式加密的非易失性和可重寫信息存儲應用。其中，由自組裝嵌段共聚物(BCP) PC產生的SCs是一個極具吸引力的方向，因為在各種刺激下，組成BCP域的微觀結構和介電常數都會發(fā)生容易和可逆的改變。然而，由于BCP合成方法較困難、效率低下，PC墨水（每一種都在整個可見范圍內提供精確并可追蹤的SC）很少被報道。

鑒于此，韓國延世大學Cheolmin Park團隊提出了一種開發(fā)一系列BCP光子晶體墨水的簡單而可靠的途徑，能夠在整個可見光范圍內方便地調制SC。主要涉及兩種不同分子量的層狀BCP的溶液混合。通過控制兩種BCP的混合比例，可以開發(fā)出具有交替面內層狀的1D BCP PC薄膜，其周期性從≈46到≈91nm線性變化。隨后用溶劑或非揮發(fā)性離子液體優(yōu)先溶脹一種類型的薄片會導致薄膜的光子帶隙紅移，在液態(tài)和固態(tài)時從而產生與兩種混合薄膜的原始納米結構相關的全可見光范圍。溶液混合二元溶液的BCP PC調色板可方便地用于各種涂層工藝，允許在目標表面上輕松開發(fā)BCP SC。此外，全彩SC繪畫是通過透明PC墨水實現的，有助于低功耗模式加密。相關研究成果以題為“Photonic Crystal Palette of Binary Block Copolymer Blends for Full Visible Structural Color Encryption”發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。

文章亮點：

1、兩種具有高分子量和低分子量的層狀BCP的溶液共混產生了具有交替面內層狀的各種1D BCP PC，混合具有不同分子量的兩種 BCP 成功地用混合比控制了混合膜的周期性，其中層狀周期性從≈46到≈91 nm作為共混物的函數精確變化比率。連續(xù)溶脹和消溶脹循環(huán)后最大反射率處的波長很少改變，這證實了該文PC薄膜的可重復性。

2、對二元BCP混合PC的結構和光學性質的系統(tǒng)研究表明，在BCP PC的QP2VP域與 EtOH或非揮發(fā)性離子液體 Li+ TFSI-優(yōu)先溶脹后，成功開發(fā)了全可見光范圍的SC。

3、該文二元BCP混合解決方案適用于各種基于溶液的薄膜工藝，例如噴涂、棒涂和旋涂，允許在具有不同幾何形狀和拓撲結構的目標表面上開發(fā)均勻的PC薄膜。

4、高效的反射模式模式加密不僅通過該文的二元BCP混合膜的多次堆疊得到證明，而且通過使用二元BCP混合解決方案的調色板進行手繪得到證明。

圖 1. 混合薄膜面內層狀結構及調控

圖 2. 不同薄膜工藝制備的混合薄膜結構色

圖 3. 不同混合比例的二元BCP PC油墨的圖案加密