祝贺!张璇博士在国际权威期刊《Angewandte Chemie International Editio》上发表科研成果
该工作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3D软光子晶体。该研究为仿生软光子晶体纳米结构和智能变色隐身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。相关成果以题为“Three-Dimensional Electrochromic Soft Photonic Crystals based on MXene-Integrated Blue Phase Liquid Crystals for Bioinspired Visible and Infrared Camouflage”在国际权威期刊《Angewandte Chemie》上发表。天津大学材料学院博士生张璇为论文第一作者，青年教师杨言昭为论文共同第一作者，天津大学王玲教授和封伟教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。
作者首先通过将带负电荷的MXene胶体液晶刮涂到带正电荷的玻璃基底上，获得了高度有序、具有优异电热转换性能的MXene纳米结构薄膜。随后作者在MXene纳米结构薄膜表面引入含有可光交联共价键的化学锚定层，通过原位可控生长BPLC并结合原位紫外光聚合反应成功制备了具有不同结构色的电致变色3D软光子晶体。值得一提的是，MXene纳米结构薄膜还可以作为光吸收层显著降低相干光散射和光反射，从而提高3D软光子晶体结构色的亮度和饱和度。通过Kossel图像和TEM测试证实了3D软光子晶体自组装形成的BP I体心立方纳米结构在紫外光聚合后被成功保留（图1）。所制备的电致变色3D软光子晶体表现出优异的电致变色性能，仅施加6 V直流电压，便可以实现电致变色3D软光子晶体在有序液晶态—无序各向同性态之间动态可逆相转变，从而实现在彩色态和全黑态之间动态颜色调控（图2）。
图1. 电致变色3D软光子晶体的制备和表征。
图2.电致变色3D软光子晶体的电致变色性能。
作者进一步展示了像素可控的电致变色概念性验证器件。例如，通过按需控制电致变色灯支路的开合可以分别实现红灯、黄灯和绿灯信号。此外，通过选择性激活3×3单元阵列的电致变色像素，可以获得可编程的“T”、“J”、“U”（天津大学英文首字母）等信息显示（图3）。值得一提的是，作者通过在所制备的电致变色3D软光子晶体中引入聚合物支撑层，成功获得了自支撑电致变色隐身柔性膜。当柔性膜的3D软光子晶体层朝外时，可以在通电条件下实现变色龙模型在可见光谱范围内的变色与伪装。当柔性膜的MXene层朝外时，可以实现红外光谱范围内的红外热隐身。重要的是，通过改变施加的直流电压大小，作者实现了热辐射的动态调控，实时匹配温度不断变化的背景，从而达到良好的动态红外热伪装效果（图4）。
图3. 基于电致变色3D软光子晶体的像素化可控概念性验证器件。
图4. 自支撑电致变色柔性膜的可见变色和红外热伪装性能。
总结展望
本论文通过将新型光聚合蓝相液晶可控原位自组装到高度有序的MXene纳米结构薄膜上，巧妙地设计和制备了电致变色3D软光子晶体薄膜，用于动态可见光变色和红外热伪装。首先通过将带负电的MXene胶体液晶静电组装到带正电的玻璃基板表面上，制备了具有优异电热性能的MXene纳米结构薄膜。通过在MXene和BPLC的界面之间形成结实的共价化学键，使得所制备的电致变色3D软光子晶体具有明亮的结构色和可逆电控变色性能。作者进一步展示了像素可控的电致变色概念性验证器件。此外，通过将所制备的3D软光子晶体与光学透明的聚合物支撑层集成，制备了自支撑电致变色柔性膜，其可见电致变色和红外热伪装特性可分别归因于二维MXene纳米材料优异的电热转换性能和超低的中红外发射率。本研究可以为开发先进光子晶体纳米结构和自适应智能变色隐身材料提供新思路，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。
