近期课题组在权威科学杂志Nature Communications上，发表了题为“Bioinspired maskless structural colour patterning via tunable nanoparticle segregation”的文章，第一作者为2023级博士研究生杨力。

目前的结构色彩图案生成方法依赖于多步骤的光刻工艺或多种墨水配方，这限制了其可扩展性和空间分辨率。课题组受鸟类羽毛中黑色素体自组装的启发，成功开发了一种无需掩模的结构色图案化新策略。在光固化过程中，我们发现氧气通过基底扩散会抑制界面聚合，从而驱动分散在丙烯酸树脂中的二氧化硅纳米粒子定向迁移形成富集层。通过灰度3D打印技术，我们实现了对这一迁移过程的像素级精准控制，仅用单一墨水即可打印出分辨率高达508 ppi的结构色图案。这种迁移赋予材料“Janus”光学特性——一面呈现低角度依赖的结构色，另一面则显示明亮的彩虹色。除此之外，微米级的迁移层还能调控中红外波段的反射率，为红外伪装和信息加密提供了新可能。这项研究不仅建立了一个从聚合动力学到光学性能的定量调控模型，更为智能显示、防伪和光学传感等领域的材料创新开辟了新路径。