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  手性液晶微液滴提供了一種可以被規(guī)模化合成的結(jié)構(gòu)色材料，其結(jié)構(gòu)色來源于液晶分子在液滴內(nèi)的手性有序結(jié)構(gòu)。然而普通液滴的顯色范圍小，顏色弱，極大地制約了其在實際生活中的應(yīng)用。

  近期，賓夕法尼亞大學(xué)材料科學(xué)與工程系楊澍教授團(tuán)隊，聯(lián)合賓夕法尼亞大學(xué)化學(xué)系Christopher B. Murray教授團(tuán)隊設(shè)計了一種新型結(jié)構(gòu)的雙面手性液晶微液滴，并利用磁場遠(yuǎn)程控制液滴顯色的開關(guān)狀態(tài)。該研究設(shè)計了一種新型結(jié)構(gòu)的雙面手性液晶微液滴,將微液滴的結(jié)構(gòu)色面積提高了十多倍，并且可以利用重力作用實現(xiàn)顏色的自恢復(fù)，利用磁場實現(xiàn)顏色的開關(guān)，促進(jìn)了基于微液滴的結(jié)構(gòu)色在柔性顯示，磁感探針，信息編碼及防偽等方面的應(yīng)用。該工作以“Janus Microdroplets with Tunable Self-recoverable and Switchable Reflective Structural Colors”為題發(fā)表在Advanced Materials上。文章第一作者是賓夕法尼亞大學(xué)博士后劉明珠博士。

  研究者首先利用氯仿作為共溶劑將液晶組分和硅油組分溶解在氯仿中，并利用微流控裝置制備成大小均一的液滴（圖1a）。隨后，液滴被分散在聚乙烯醇（PVA）水溶液中并利用加熱的方式將氯仿在通風(fēng)櫥中揮發(fā)，導(dǎo)致液滴中的液晶組分和硅油組分相分離形成雙面液滴。由于溶液中的聚乙烯醇促進(jìn)液晶組分的表面取向，同時液晶組分中的手性單體促進(jìn)有序手性液晶相的形成，從而展示出結(jié)構(gòu)色（圖1b）。由于微液滴的雙面結(jié)構(gòu)，當(dāng)從不同方向觀察液滴時，白光從不同的界面反射而產(chǎn)生不同的光學(xué)效果。當(dāng)光照向硅油一側(cè)時，由于反射界面液晶的特殊排列以及半球狀硅油的光學(xué)效應(yīng)，反射光斑呈現(xiàn)出一個條帶狀。與直接被液晶微液滴面反射相比，這種情況下反射光的面積提高至約14倍。通過調(diào)控液晶組分中手性分子的濃度，結(jié)構(gòu)色可以調(diào)控呈現(xiàn)在紅色至紫色之間（圖1c）。 

圖1.雙面微液滴的合成(a-b)和顏色調(diào)控(c)。

圖2.雙面微液滴顏色自恢復(fù)(a)和磁控開關(guān)(b)。

  文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207985