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以三维有序胶体光子晶体以及反蛋白石结构为代表的结构色材料,通过光与周期性结构的相互作用产生独特的光学性能,但基于胶体微球点接触或孔壁(填充)材料弱的作用力而导致的物理结构稳定性差、结构色易消失,是此类材料在显示、传感、着色及防伪等领域应用所急需解决的难题。针对上述问题,本文合成了聚丙烯酸酯类“粘结剂”,实现与微球的共组装,利用其胶黏作用,获得了结构稳定型的结构色材料;将该体系应用于多孔织物“着色”,实现了结构色在织物上的多色输出;同时经模板刻蚀途径,获得高强度的反蛋白石结构色材料,并赋予其优异的光学防伪性能。分别通过乳液聚合以及溶胶-凝胶途径制备了粒径在177 nm-292 nm范围的聚苯乙烯(PS)纳米微球,以及二氧化硅(SiO2)纳米微球(205 nm-380 nm),多分散性指数小于0.025,具有良好的单分散性。合成了聚丙烯酸酯类(PA)“粘结剂”,与微球在玻璃基底上共组装,基于其优异的胶黏作用,实现了对PS光子晶体及无定形阵列的结构锁定,结构色材料的耐水与耐摩性得到大幅提高,硬度和杨氏模量分别达到1.15GPa和2.13 GPa,获得结构稳定型PS结构色材料。并通过改变“粘结剂”的构成,调变其表面能,实现了对光子晶体及无定形结构色材料表面的润湿性调控(接触角范围25°-140°)。设计了一种两相界面组装方法,实现了结构色材料对多孔织物的“着色”,即将多孔织物覆盖于组装液面之上,在毛细力的驱动下,实现微球阵列和“粘结剂”在多孔织物上的共组装,将结构色转印至多孔织物上。基于上述聚丙烯酸酯体系的胶黏作用,提高了光子晶体材料与织物纤维的结合牢度,得到结构色稳定的“着色”织物。同时借助模板,实现了对织物“着色”的图案化以及多色输出,为环境友好型的结构色材料作为有机染料对织物“着色”的重要补充提供了依据,为纤维“着色”提供了新途径。与蛋白石结构的光学性能类似,反蛋白石结构同样具有结构色输出可调控特性,但传统有机与无机反蛋白石材料分别存在强度低与韧性差的问题。基于聚偏氟乙烯树脂(PVDF)分子链排列紧密且氢键作用强,具有强度高、韧性强等特性,经模板刻蚀途径,构建了以PVDF为基质的自支撑反蛋白石阵列结构。制备的三维有序的PVDF结构色膜随观察角从5°增大到45°呈现显著颜色变化,反射峰蓝移130nm-150nm,表现出优异的防伪性能,且抗拉伸与抗压强度分别达到37.9 MPa与13.8 MPa。将有序与无定形结构阵列复合,制备了 PVDF有序/无定形叠加的双层反蛋白石复合结构色膜,基于该结构对光具有选择性反射和散射作用,实现了图案的显现与隐藏,表现出良好的防伪性能,且具有优异的结构稳定性,其抗拉伸强度达到29.7 MPa。