纤维素纳米晶（CNC）可通过棉花酸解制备得到，其悬浮液经过蒸发诱导自组装，可形成手性向列型液晶结构，由于光与结构的相互作用可以显示出虹彩结构色。仿生光学CNC结构色材料由于肉眼易于识别，因此在比色传感，防伪和装饰涂料中显示出巨大的潜力。 目前，利用CNC虹彩结构色变化感知各种环境刺激已有报道，尽管在环境响应 CNC 薄膜方面取得了巨大进展，但关于同时感知多重信号的结构色材料的报道还很有限。主要存在以下三个问题： (1)
CNC 的脆性高，限制了其作为涂层或独立材料的应用； (2) 由于添加增塑剂或柔性聚合物，材料柔韧性和结构色可见性之间的权衡； (3)添加剂的作用单一。因此，开发具有高柔韧性和多种传感功能的结构色 CNC 薄膜仍具有挑战性和应用意义。
本工作中，通过在CNC悬浮液中引入柠檬酸 (CA)来制备兼具高柔韧性及可见结构色的 CNC-CA薄膜。首先，由于分子间相互作用以及CA的增塑作用，CNC和CA之间存在良好相容性，所得薄膜具有良好的机械性能，可以自由折叠弯曲。其次，由于CA与乙醇分子的氢键作用以及与有机碱的酸碱作用，CNC-CA可以通过改变薄膜颜色感知有机溶剂乙醇及乙醇蒸气，以及有机碱吡啶。同时，CNC-CA膜还具有压力响应性。鉴于其较高的机械性能和乙醇-有机碱-压力三重传感功能，该多功能光子 CNC 材料可用作 (1)酒精浓度检测的比色传感器，(2) 据环境呈现颜色变化的装饰涂层， (3) 在特定刺激下的防伪图案。
该工作近期发表在ACS Sustainable
Chemistry & Engineering上，第一作者为本室白蓝老师和研究生汪子力
原文链接：
https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c06174
