用电场调控颜色

液晶显示屏(LCD)已广泛应用于各类电子设备中,如电子表、计算器、手机和笔记本电脑。LCD的结构是两片导电基板中夹着一层薄液晶。在两片基板间垂直地加上电信号,液晶的某些部分就会被激活,从而改变光的漫反射和偏振特性。

这就引出一个问题:能不能用类似的方法产生永久性的彩色印刷品?也就是一种可以产生任何颜色用来印刷的可调的“墨水”。

这个领域最近的研究关注了用磁场来形成超顺磁胶体颗粒弦,随后这些胶体颗粒通过紫外固化周围基质来固定在合适的位置。这个技术实现了印出一个范围内的结构色。但是这项技术的主要缺陷是磁性粒子的光吸收和在印刷前需要去除残留色。

现在,来自英国剑桥大学、阿伯里斯特维斯大学和德国聚合物研究所(DKI)的Benjamin Michaelis及合作者们展现了一种产生可调节的光刻定义结构色的方法。他们证明了,通过在电场和紫外固化有机分散介质的交替作用下排列胶体,可以形成以及保存可调节的晶体结构。没有外部激励时,聚合物粒子会随机地悬浮分布。在紫外光照下,这会形成透明薄膜,因此这项技术不需要去除残留色这一步骤。

这个工作除了展示了能产生多彩颜色外,材料颜色的可视性也非常稳定,能保持数月至数年。科学家们期望这样的材料具有良好的力学和弹性性能,当然这取决于聚合物组分的性质。

这项先进技术可以产生闪亮并且不褪色的结构色,因此研究小组预见了其在印刷工艺中的可能应用,例如在纸币、护照、证书中的防伪印刷。在紫外固化墨已经很常用的今天,这项先进技术也会在喷墨打印机领域有潜在应用价值。

来源:MaterialsViews

翻译:陶立