可连续化生产和图案化制备的柔性湿度响应CNC基结构色织物

赵星辰; 李耀刚

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0252

东华大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (4) : 120 -126. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0252

可连续化生产和图案化制备的柔性湿度响应CNC基结构色织物

赵星辰, 李耀刚

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摘要

结构色通过微观结构的光学作用呈现色彩,相较于依赖化学色素的传统染色技术,具有环保性、高色牢度和色彩稳定性等优势,但现有结构色织物普遍存在结合力弱(依赖范德华力)、力学性能差及缺乏动态响应能力等问题。针对此,提出以纤维素纳米晶(CNC)为核心材料,其独特的胆甾相自组装特性、生物相容性及表面活性基团为功能化改性提供基础。通过引入聚乙烯醇(PVA)增强CNC薄膜与织物基底的化学结合力,突破传统物理吸附的局限性;同时利用甘油的增塑效应实现三方面优化:调控得到蓝色、绿色和红色的结构色;通过湿度调控液晶螺距实现色彩可调性,赋予织物湿度响应功能(50%～90%相对湿度下从蓝色逐渐变为红色);改善薄膜柔韧性以抵抗弯折/摩擦。试验最终成功制备出兼具高色饱和度、机械稳定性和环境响应性的柔性智能结构色织物,并实现连续化生产以及图案化设计。本研究为开发新一代绿色功能纺织品提供了创新性技术路径,在智能穿戴、环境传感等领域具有应用前景。