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近日，我校化學化工學院/清潔能源材料研究所陳旖勃副教授與美國加州大學河濱分校殷亞東教授合作，制備了對高濕度動態(tài)水蒸氣具有可逆變色響應性的二氧化錳納米空心球彩色薄膜，在防偽和信息加密光學材料新領域具有重要應用前景，使二氧化錳這一古老材料煥發(fā)新用途。成果以“Rapid Color-Switching of MnO₂Hollow-Nanosphere Films in Dynamic Water Vapor for Reversible Optical Encryption”為題發(fā)表于Small期刊。

研究內(nèi)容

結(jié)構(gòu)色是一種基于光與微觀結(jié)構(gòu)的相互作用而產(chǎn)生顏色的著色機制，是現(xiàn)階段光學防偽和信息加密材料的研究熱點之一。該研究通過硬膜板法和簡單滴涂，制備了具有鮮艷結(jié)構(gòu)顏色的二氧化錳納米空心球薄膜，隨著粒徑逐漸增大，薄膜的結(jié)構(gòu)色彩也從紫色變化到藍色和綠色。這些彩色薄膜可對折射率比空氣大的揮發(fā)性溶劑如乙醇、水、異丙醇等產(chǎn)生可逆的變色響應。

研究表明，該獨特的響應性能與水蒸氣的相對濕度、流速以及空心球的孔結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在動態(tài)水蒸氣下，一定速率的蒸汽流動可以降低表面氣壓，加強拉普拉斯壓力誘導的毛細凝結(jié)。在適當?shù)南鄬穸群土魉傧拢蝮w內(nèi)部腔體和殼層可以完全被填充，增加相對折射率，引起顏色的變化。該工作報道了一種基于二氧化錳納米空心球的有趣的水蒸氣響應結(jié)構(gòu)色變化，提供了一種新型防偽和信息加密光學材料，開拓了傳統(tǒng)材料的新用途。

文章來源：

Y. Chen, Z. H. Zuo, Z. Q. Liu, Y. Yin, Rapid Color-Switching of MnO₂Hollow-Nanosphere Films in Dynamic Water Vapor for Reversible Optical Encryption.Small2022,18, 2204484.

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202204484