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  液晶作為一種電響應(yīng)材料已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、儀器控制面板等各種顯示器件。藍(lán)相液晶（BPLC）光子晶體是一種手性向列相液晶，其獨(dú)特的雙扭柱結(jié)構(gòu)使其在可見光范圍內(nèi)具有選擇性反射，產(chǎn)生亮麗的結(jié)構(gòu)色彩。藍(lán)相液晶光子晶體在電、光、磁、熱、機(jī)械力、溶劑或濕度響應(yīng)方面具有靈敏的響應(yīng)性，可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)色彩的有效調(diào)控及圖案制備�；谒{(lán)相液晶小分子體系的色彩形成必須在液晶盒內(nèi)完成，聚合物穩(wěn)定藍(lán)相液晶體系的出現(xiàn)為相對穩(wěn)定的藍(lán)相液晶圖案的制備提供可能。但一般藍(lán)相液晶結(jié)構(gòu)色圖案的響應(yīng)和調(diào)控需要設(shè)計合成特殊結(jié)構(gòu)的響應(yīng)性分子，而將所合成的響應(yīng)性分子引入藍(lán)相液晶體系往往會破壞其原有體系的穩(wěn)定性。另外，目前所制備的藍(lán)相液晶（尤其是聚合物藍(lán)相液晶）圖案的分辨率較低，不能滿足高精度圖案的應(yīng)用需求。

  為解決這些問題，中科院理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)中心江雷院士、王京霞研究員團(tuán)隊創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)通過簡單地控制墨水（5CB）在疏水藍(lán)相液晶薄膜的可控分散，就能制備高精度的“活”圖案：所打印圖案的形狀和顏色可以隨時間可控變化。文章一方面著重討論了疏水處理對高分辨圖案制備的必要性：疏水處理能有效控制墨水的在基底表面的鋪展、墨滴之間聚并融合，提高了打印的分辨率。實現(xiàn)了可擦寫的高分辨多彩圖案的制備如蓮花，二維碼，蒙娜麗莎肖像畫等。文章還討論了只采用一種無色墨水，在同一透明基底上，通過控制打印層數(shù)實現(xiàn)多彩圖案制備。更重要的是所制備的圖案可以隨墨水的可控分散過程，程序化地呈現(xiàn)顏色及形狀變化。最后文章借助透射電鏡圖像及準(zhǔn)原位Kossel 光譜證實了所制備藍(lán)相微結(jié)構(gòu)在可擦寫過程中的可重構(gòu)性，證實了該材料的可反復(fù)打印性。相對于以前文獻(xiàn)報道的程序化顏色變化，該工作的優(yōu)點(diǎn)是，樣品全部基于商用的化學(xué)物質(zhì)不需要任何特殊設(shè)計合成的響應(yīng)性分子，也不需要額外外場刺激，結(jié)合噴墨打印技術(shù)可以實現(xiàn)圖案的可設(shè)計及高分辨性。該工作對于發(fā)展新型的藍(lán)相液晶類光學(xué)材料和器件具有重要的推動作用。

  相關(guān)研究結(jié)果以“High-resolution Erasable “Live” Patterns Based on Controllable Ink Diffusion on the Three-dimensional Blue-phase Liquid Crystal Network”發(fā)表在Advanced Functional Materials（DOI10.1002/adfm.202110985）。該文章的第一作者孟凡姝和共同第一作者鄭成林均為中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所博士研究生，通訊作者是王京霞研究員。感謝江雷院士和日本中央大學(xué)池田富樹教授對工作指導(dǎo)和支持。感謝國家自然基金（51873221，52073292， 51673207，51373183），國家重大研究計劃項目（2017YFA0204504）與中國科學(xué)院荷蘭研究項目（1A111KYSB20190072）的支持。

圖1 藍(lán)相液晶薄膜的制備及圖案打印制備的流程圖及相關(guān)結(jié)果表征

圖2 所打印的可逆擦寫的高分辨圖案

圖3 所打印的可程序化變色的多彩“活”圖案

圖4 通過透射電鏡及Kossel 衍射證明藍(lán)相液晶結(jié)構(gòu)擦寫過程的可重構(gòu)性

圖5. 研究不同浸潤性處理基底對所打印液滴的可控分散行為

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202110985