近期课题组在权威科学杂志Nature Communications上，发表了题为“Inverse design of structural colours in polymeric films with crystallization-induced reversible thermochromism”的文章，第一作者为2022级博士研究生杨东。

在高分子聚合物材料中，精确定制结构色仍面临着挑战，现有方法多依赖反复试验。近期课题组在瓶刷嵌段共聚物（BBCP）结构色研究中取得重要进展。我们成功开发了一种逆向设计方法，通过构建定量化的颜色设计模型，首次实现了从分子链结构到宏观光学性能的精准调控。该研究创新性地将自洽场理论（SS-SCF）模型与改进的多层光学模型相融合，建立了连接聚合物链结构与宏观颜色的桥梁。我们采用不同链结构的PDMS-b-PEO体系对模型进行了实验验证，并将该方法成功拓展至PDMS-b-PCL等其他体系，证实了模型具有良好的准确性和普适性，进而实现了全色谱范围的结构色制备。另外，我们在PDMS-b-PCL和PDMS-b-PEO光子薄膜中发现了可逆的非线性热致变色现象，而在PS-b-PCL体系中未观察到类似特性。我们揭示了这种独特的热致变色行为源于结晶性嵌段与低Tg嵌段之间的协同作用。该研究成果不仅为聚合物材料的结构色工程提供了全新的逆向设计平台，而且从本质上揭示了半结晶性嵌段共聚物的热致变色机制，为开发新型响应性光子材料奠定了重要理论基础。此也将有力推动智能显示、光学传感等领域的材料创新，为下一代光子器件的设计开辟了新的技术路径。