光学魔术——斑斓的微结构色 杨袁栋.pdf

网络首发时间：2022-03-29 13:00:09
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le ethyl orthosilicate with ammonia hydroxide. By changing
the ethyl orthosilicate to ammonia hydroxide ratio, the particle size of silica nanoparticles can be tuned, so that
suspension inks with different structural colors can be obtained. The resulted silica nanoparticles can be directly used
for writing or drawing structural color patterns, and are expected to be used in low-cost color pigment preparation.

Key Words: Photonic crystal; Silica microsphere; Structural color

自然界存在许多绚丽的颜色，主要为化学生色与结构生色这两种类型。化学生色主要是生物体
内的色素引起，即电子在色素分子轨道的跃迁而对可见光产生特定的吸收与反射。而结构生色则是
生物体表面的微纳结构使光发生反射和散射，从而产生特殊的颜色效应[1]。
自然界中存在很多颜色斑斓的生物材料，蝴蝶鳞片、鸟类羽毛、贝壳与甲虫等生物绚丽的色泽
主要源于体表精细微纳结构与可见光发生干涉、衍射、散射等复杂光学反应形成的结构色[2]。最常
见的结构色是天然蛋白石，其微观结构为由纳米胶体颗粒组装成的三维光子晶体结构。受此启发，

收稿：2021-11-11；录用：2021-11-29*通讯作者，Email: ******@
基金资助：国家自然科学基金(21765005)；广西自然科学基金(2020GXNSFBA297116, 桂科 AD19110096)大 学 化 学 Univ. Chem. 2022, 37 (X), 2111037 (2 of 9)
可将溶液中的多分散粒子组装成有序结构的光子晶体，搅拌后约20 s内周期性地恢复其彩虹色，并
在干燥后保持特定结构，因此能够直接用于书写和绘画。结构色比化学色拥有更高的饱和度，色彩
鲜艳，对环境友好且不易褪色，应用广泛，因此更多科学