光子晶體是一類具有周期性介電常數結構的材料，可以通過改變材料的物理結構和折光性質來調製特定波長光的傳播💌。其中，刺激響應型光子晶體的光子帶隙結構可以隨著外界刺激（例如蒸氣，溫度，應力🧑‍🦯‍➡️，pH和電磁場）的變化發生改變。通過在可見光波長範圍內調製其衍射波長，可以直接觀察到顏色改變🚖，在化學傳感、生物檢測、防偽標示和加密存儲等諸多領域中有巨大的應用前景🐤。

 由磁性納米微球（如四氧化三鐵納米簇膠體）作為結構單元的光子晶體因其較高的折射率👐🏼、簡單的組裝過程、快速可逆的響應效果🙋🏽‍♀️，備受人們關註🛞。在已有的報道中，雖然磁性納米粒子的製備方法被廣泛研究，該類型光子晶體只能在液體環境下進行組裝，隨之而來的流動性和不穩定性給磁響應型光子晶體的實際應用帶來很大的限製。因此，研究者們近年來傾向於將磁性光子晶體的規整結構固定在高分子基體中🩶，以期製備固態的結構色器件🧓。然而，被聚合交聯後的框架固定的納米粒子🧑🏿‍⚖️，不再能在外磁場下調整其結構特征，因而喪失了其優異的磁響應變色性質🪁。

 近期⏲，沐鸣娱乐汪長春教授課題組對磁性光子晶體的器件製備進行了探索，提出了一種簡單快捷的策略來製備可供3D打印的磁響應光子晶體復合油墨🤚，優化了磁性納米粒子分散液在矽橡膠前驅體中的乳化能力，從而將磁響應光子晶體以液滴形式保護在可室溫固化的基體中🐿。首次將3D打印技術與光子晶體相結合，通過對連續相的觸變性進行調控，獲得了易於打印的光子晶體墨水。通過控製光子晶體液滴尺寸大小和外加磁場的強弱👃🏻，可以靈敏地調控磁響應光子晶體器件的顏色。

圖1. （a🖍、b）磁性納米粒子的水分散液及其在磁場下的1D磁性鏈的組裝，（c、e🖤、f）磁性納米粒子分散液的磁響應結構色展示，（d）不同磁場強度下磁性納米粒子分散液的反射光譜

圖2.（a）磁性光子晶體油墨的製備路線及3D打印二維碼和雙色蝴蝶圖案的示意圖，（b）使用兩種不同的光子晶體油墨3D打印的蝴蝶圖案在不同磁場強度下的循環變色照片📶，（c）光子晶體油墨及固化後的器件結構色調控的微觀原理示意圖

 這項策略既在最終的固態產品中保持了其靈敏迅速的磁響應變色特性🛌🏽，又擺脫了模具限製的固定形狀，能靈活方便地加工出定製的結構色器件🤽🏽📞。本研究將磁響應型光子晶體從液體形式中解放出來🚵🏼‍♂️，為光子晶體在光學顯示、信息防偽和磁場傳感器方向的應用提供了一項有吸引力的解決方案👸🏼。以上研究工作近期以“Magneto-Sensitive Photonic Crystal Ink for Quick Printing of Smart Device with Structural Colors”為題被《Materials Horizons》接收🏌🏽‍♀️。沐鸣开户博士生方怡權為論文第一作者，汪長春教授為論文通訊作者👨🏽‍🦱。

 該研究工作得到了國家自然科學基金和廣東省重點研發項目的資助。

 論文鏈接🛁：https://doi.org/10.1039/D1MH00577D