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【剑桥科学家提出最新纤维素光子颜料制备方法，可反射全可见色光谱】

在过去的几十年里，从汽车涂料和防伪油墨到纺织品、化妆品和食品，越来越多的光子颜料出现在各种消费产品中。当前这些颜料的提取和制造方法普遍需要消耗大量能源，部分原料如云母等则会涉及到一些伦理方面的问题。

近日，#剑桥大学# 化学系赵天桁博士及其所在团队从结构色植物中找寻灵感，并提出利用乳化液滴中的纤维素晶体可自组装形成纤维素光子颜料，为着色剂行业提供了一种可持续、可扩展并具有生物相容性的解决方案。

6 月 13 日，相关论文以《纤维素光子颜料》（Cellulose photonic pigments）为题发表在 Nature Communications 上，剑桥大学化学系博士后理查德·帕克（Richard M. Parker）担任第一作者，赵天桁为共同一作，剑桥大学化学系教授西尔维娅·维尼奥里尼（Silvia Vignolini）担任通讯作者[1]。

据了解，含有纤维素纳米晶体（Cellulose Nanocrystalline，简称 CNC）的胶体悬浮液在超过一定的体积浓度时会自发地组织成胆甾型液晶相，即其中的纳米粒子会以螺旋结构排列。待水分完全蒸发后，形成的 CNC 光子薄膜会呈现出鲜艳的结构色。

CNC 的光子材料颜色是由底层螺旋形纳米结构的周期性或 “间距”决定的，一般来说，间距的值会受到悬浮液的 pH 值和离子强度等参数的影响。除此之外，不同的几何形状也会影响 CNC 结构间距在脱水过程中的压缩的程度。因此，当 CNC 胶体悬浮液被限制于球形时，如在乳化液滴中，其却无法自组装生成有结构色的颗粒。

通过对 CNC 胶体悬浮液的组分配方进行优化，以及利用 CNC 液滴表面的屈曲现象来突破球形约束下 CNC 自组装局限性，该团队最终使得红、绿、蓝三种纤维素光子颜料成为可能。同时，研究人员表示，球形光子颜料颗粒特有的多层级结构使得产生的结构色不会随着角度而变化。

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