自然界中的许多生物如变色龙、章鱼等经过亿万年的自然选择和生物进化，逐渐演变出惊人的变色伪装能力，其变色范围覆盖可见光谱甚至近红外区域。受生物体变色隐身能力的启发，开发兼具可见变色和红外隐身功能的仿生伪装材料是一个充满挑战又极具吸引力的研究热点。手性液晶材料如蓝相液晶（Blue Phase Liquid Crystals, BPLCs）是一类具有独特双扭柱结构的手性三维软光子晶体，与需要借助复杂分子取向过程产生结构色的胆甾相液晶相比，蓝相液晶仅通过自组装过程便可形成能够反射高质量结构色的周期性纳米结构，并能够对外界刺激（如力、电、光、湿度等）做出灵敏响应展现出结构色的动态变化。然而目前基于智能变色蓝相液晶软光子晶体的研究主要集中在可见波段的颜色调控，对于红外区域的热伪装尚未获得报道。
近日，天津大学封伟教授、王玲教授团队将电致变色蓝相液晶与具有超低中红外发射率的二维MXene纳米材料通过共价化学键合，成功开发了兼具可见光变色和红外隐身性能的电致变色三维软光子晶体。该研究为仿生先进纳米结构和智能变色材料的开发提供了全新思路，有望在自适应伪装、热辐射调控先进技术等领域获得重要应用。
作者首先利用MXene胶体液晶制备了高度有序、具有优异电热转换性能的MXene纳米结构薄膜，随后在其表面引入可光交联的化学共价键锚定层，通过原位可控生长BPLC并结合原位紫外光聚合反应制备了具有不同结构色的电致变色3D软光子晶体。利用电激发液晶相转变特性实现了彩色态和全黑态之间的动态颜色调控，并进一步展示了像素可控的电致变色概念性验证器件。值得一提的是，作者通过引入聚合物支撑层成功获得了自支撑电致变色隐身柔性膜，并展示了可见光谱范围内的变色伪装与红外光谱范围内的红外热隐身。本研究可以为先进光子晶体纳米结构和自适应智能变色隐身材料的开发提供新思路，并有望应用于仿生伪装、先进热管理、可编程光电子学、可穿戴电子学等众多新兴领域。
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