基于裂纹生长的胶体颗粒自组装结构色纤维

谢京励，邓 旭

（电子科技大学基础与前沿研究院，成都 610054）

引言

自然界中五彩斑斓的色彩主要有化学色和结构色两大类，目前，化学色广泛用于印染行业，通过在纺织品上施加化学色物质是其生色的主要途径。然而，由于印染工艺流程复杂，且在印染过程中消耗大量水资源，最后产生大量化学染料和助剂（渗透剂，助染剂）形成的污水，对环境造成了巨大伤害［1］。与化学色相比，结构生色不用色素，通过自身亚显微结构对光进行散射、衍射、干涉而产生颜色［2］，其具有绿色环保、低能低耗等优点。受自然界中结构色的启发，越来越多的研究将结构色应用到纺织领域，制备绿色环保的结构色纤维，从而解决传统化学生色带来的环境问题。

制备结构色纤维常用方法之一是胶体颗粒自组装。在没有人为干扰的情况下，胶体颗粒自发形成有序的结构，即为自组装。为了获得形状规则的纤维，在自组装的过程中，通常会引入模板［3-5］。刘志福等［4］首先将直径不超过10μm的石英毛细管浸入胶体悬浮液中，在毛细力的作用下胶体颗粒在毛细管中自组装，然后溶解毛细管得到颗粒自组装形成的结构色纤维。但是，模板的引入使操作变得繁琐，一定程度上增加制备成本，且在溶解模板的过程中胶体的结构容易被破坏。倪海彬等［6］将 SiO2和 PS球在玻璃毛细管的表面进行自组装，得到蛋白石结构，然后去除玻璃毛细管从而制备中空的结构色纤维。但是中空的纤维易折断，结构容易被破坏，且这种方法步骤繁琐，耗时很长，组装时间需要10 h～15 h。……