我們?nèi)粘I畹姆b都離不開(kāi)顏色,因此織物的著色在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的地位。傳統(tǒng)的織物著色是利用染料或顏料來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而,染料或顏料的復(fù)雜分子不僅生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、每一只染料只能產(chǎn)生一個(gè)顏色,而且在染色過(guò)程也存在用水量大、廢水處理成本高和染色織物經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間照射易褪色等問(wèn)題。相比之下,結(jié)構(gòu)色的顏色來(lái)源于光與微觀結(jié)構(gòu)的相互作用,具有生態(tài)友好、色彩鮮艷、抗褪色等優(yōu)點(diǎn),有望成為一種新型紡織品著色劑。目前,結(jié)構(gòu)色著色織物的研究主要集中于在織物表面構(gòu)筑多層光子晶體或非晶光子晶體結(jié)構(gòu),利用其光子帶隙對(duì)光的反射來(lái)產(chǎn)生顏色。受到這種結(jié)構(gòu)色的生色機(jī)理和多層結(jié)構(gòu)的限制,在織物上同時(shí)實(shí)現(xiàn)靚麗、無(wú)虹彩、高色牢度的色彩輸出仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
圖1 織物的著色過(guò)程示意圖

圖2 結(jié)構(gòu)色織物圖案的數(shù)碼照片、結(jié)構(gòu)示意圖以及結(jié)構(gòu)的微觀SEM圖
圖3結(jié)構(gòu)色織物在不同視角下的數(shù)碼照片圖
值得注意的是,通過(guò)商用粘結(jié)劑將Cu2O球固定在織物上賦予了其極高的耐摩擦牢度和耐曬牢度。根據(jù)織物的色牢度標(biāo)準(zhǔn)ISO 105-X12:1993和GB/T 5718-1997,結(jié)構(gòu)色織物的干摩擦、濕摩擦、耐曬牢度分別能達(dá)到5級(jí)、4級(jí)、6級(jí),證明了結(jié)構(gòu)色織物具有優(yōu)異的抗褪色性能。此外,結(jié)構(gòu)色織物還具有耐洗性,即使在快速水流漂洗后,結(jié)構(gòu)色織物仍能保持其結(jié)構(gòu)顏色而不受任何損傷(圖4)。彩色織物經(jīng)過(guò)揉搓、拉伸或長(zhǎng)時(shí)間放置在空氣中,其結(jié)構(gòu)顏色均沒(méi)有變化(圖5),證明了結(jié)構(gòu)色織物的穩(wěn)定性、耐洗性。
圖4 水流沖洗前后、揉搓前后、拉伸后的結(jié)構(gòu)色織物的數(shù)碼照片
小結(jié):作者巧妙利用Cu2O單晶球的Mie散射性質(zhì),采用噴涂法成功在織物表面構(gòu)筑了無(wú)序Cu2O單晶球聚集體結(jié)構(gòu)(~0.6 μm,3 g/m2),獲得了明亮、無(wú)彩虹的結(jié)構(gòu)色。通過(guò)商用粘結(jié)劑將無(wú)序生色薄層牢牢固定在織物表面,賦予織物極高的耐摩擦牢度和耐曬牢度,足以抵抗摩擦、光漂白、洗滌、漂洗、揉搓、拉伸及其他機(jī)械外力破壞。作者提出了一種新的、簡(jiǎn)便、環(huán)保的織物著色策略,突破了目前結(jié)構(gòu)色織物生色的固有模式,實(shí)現(xiàn)了靚麗、高牢度結(jié)構(gòu)色,為紡織品著色及結(jié)構(gòu)色的其它實(shí)際應(yīng)用開(kāi)辟了一條實(shí)用的道路。
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c17288?ref=PDF
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