液晶作為電響應(yīng)材料已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、儀器控制面板等各種顯示器件。藍(lán)相液晶（BPLC）光子晶體是一種手性向列相液晶，其獨(dú)特的雙扭柱結(jié)構(gòu)使其在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有選擇性反射，產(chǎn)生亮麗的結(jié)構(gòu)色彩。藍(lán)相液晶光子晶體在電、光、磁、熱、機(jī)械力、溶劑或濕度響應(yīng)方面具有靈敏的響應(yīng)性，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色彩的有效調(diào)控及圖案制備。基于藍(lán)相液晶小分子體系的色彩形成必須在液晶盒內(nèi)完成，聚合物穩(wěn)定藍(lán)相液晶體系的出現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定的藍(lán)相液晶圖案的制備提供可能，但一般藍(lán)相液晶結(jié)構(gòu)色圖案的響應(yīng)和調(diào)控需要設(shè)計(jì)合成特殊結(jié)構(gòu)的響應(yīng)性分子，而將所合成的響應(yīng)性分子引入藍(lán)相液晶體系往往會(huì)破壞其原有體系的穩(wěn)定性。此外，目前所制備的藍(lán)相液晶（尤其是聚合物藍(lán)相液晶）圖案分辨率較低，不能滿(mǎn)足高精度圖案的應(yīng)用需求。 

　　為此，中國(guó)科學(xué)院院士/中科院理化技術(shù)研究所仿生智能界面科學(xué)中心研究員江雷與研究員王京霞團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)通過(guò)簡(jiǎn)單控制墨水（5CB）在疏水藍(lán)相液晶薄膜的可控分散，可制備高精度的“活”圖案，所打印圖案的形狀和顏色可以隨時(shí)間可控變化。研究討論了疏水處理對(duì)高分辨圖案制備的必要性，疏水處理能有效控制墨水的在基底表面的鋪展、墨滴之間聚并融合，提高了打印分辨率；實(shí)現(xiàn)了可擦寫(xiě)的高分辨多彩圖案制備，如蓮花、二維碼、蒙娜麗莎肖像畫(huà)等。研究還討論了只采用一種無(wú)色墨水，在同一透明基底上，通過(guò)控制打印層數(shù)實(shí)現(xiàn)多彩圖案制備，所制備的圖案可以隨墨水的可控分散過(guò)程程序化地呈現(xiàn)顏色及形狀變化。此外，研究借助透射電鏡圖像及準(zhǔn)原位Kossel 光譜證實(shí)了所制備藍(lán)相微結(jié)構(gòu)在可擦寫(xiě)過(guò)程中的可重構(gòu)性，以及該材料的可反復(fù)打印性。相較于以往報(bào)道的程序化顏色變化，該工作的優(yōu)點(diǎn)在于樣品全部基于商用的化學(xué)物質(zhì)，不需要任何特殊設(shè)計(jì)合成的響應(yīng)性分子以及額外外場(chǎng)刺激，結(jié)合噴墨打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)圖案的可設(shè)計(jì)及高分辨性。該工作對(duì)于發(fā)展新型的藍(lán)相液晶類(lèi)光學(xué)材料和器件具有推動(dòng)作用。 

　　相關(guān)研究成果以High-resolution Erasable “Live” Patterns Based on Controllable Ink Diffusion on the Three-dimensional Blue-phase Liquid Crystal Network為題，發(fā)表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重大研究計(jì)劃等的支持。 

　　論文鏈接 

　　圖1.藍(lán)相液晶薄膜的制備及圖案打印制備的流程圖及相關(guān)結(jié)果表征 

　　圖2.研究打印的可逆擦寫(xiě)的高分辨圖案 

　　圖3.研究打印的可程序化變色的多彩“活”圖案 

　　圖4.通過(guò)透射電鏡及Kossel 衍射證明藍(lán)相液晶結(jié)構(gòu)擦寫(xiě)過(guò)程的可重構(gòu)性 

　　圖5.研究不同浸潤(rùn)性處理基底對(duì)所打印液滴的可控分散行為