纤维素纳米晶(CNC)是一种常见的天然生物基材料, 通常采用硫酸水解工艺从纤维素中提取获得。具有高纯度、高结晶度及高杨氏模量，呈现为长度100-300
nm，直径5-10
nm的刚性短棒状形态。CNC的水溶液在逐步干燥的过程中能够自发形成螺旋上升的长程有序且短程有序的结构。这种独特的结构由于布拉格反射会选择性的反射圆偏振光形成具有高明亮高饱和度的虹彩结构色。基于以上独特的光学特性，CNC 被广泛应用于涂层、防伪标志、光学传感器等领域。然而，传统的长程有序结构由于布拉格反射呈现出依赖于角度变化而变化的色彩，这将限制CNC在彩色显示或打印等色彩相关领域的实际应用。因此，开发低/非角度依赖的CNC结构色材料是迫切需要的，但尚未报道。
本室通过在CNC的晶体阵列中嵌入聚（二甲基二烯丙基氯化铵）（PDDA），利用CNC与PDDA的静电协同干扰其自组装过程。PDDA的引入使CNC的结构由长程有序向长程无序转变，但没有引起短程有序的变化，解决了常规CNC薄膜颜色依赖于角度的缺点，防止了彩色显示的失真。此外，由于CNC的水敏感性，这种复合膜可用于鉴别混合溶液中的水分子含量。低角度依赖结构色CNC复合膜有望为我们开发具有特定光学性能的可持续CNC基材料提供更基础的指导。因此，我们认为本研究的共组装策略对开发更多应用于显示器、彩色传感器、彩色装饰和防伪标签的新型光子材料具有广阔的前景。
该工作近期发表在Composites
Part B上，第一作者为本室博士生董秀。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836821008234?via%3Dihub
