光热效应的定义(电流热效应是指)

近日，中科院深圳先进技术研究院纳米调控与生物力学中心杜研究员团队实现了激光程控形状记忆光子晶体的无墨彩色书写和复制:利用激光可以在光子晶体智能材料上实现无墨彩色直写和复制功能，有望拓展光子晶体在信息存储等领域的应用。相关研究成果发表在材料科学杂志materials horizons(doi:10.1039/d0mh 00150 c)上，题目是《激光可编程光子晶体的无墨多色书写与复制》，并被选为封底。杜为本文作者，王云龙博士(第一作者)、赵启龙副研究员为论文作者，深高院为唯一交流单位。

随着社会的快速发展，办公用纸的消耗量惊人，给自然环境带来了沉重的负担。近年来，科学家们试图开发可以重复擦除的新型智能材料，以取代现有的办公用纸。目前智能可擦材料主要有两类:一类是通过染料或颜料等化学颜色实现的可擦材料，但这些颜色往往不稳定，通常需要用墨水书写；另一种是利用光子晶体等物理颜色的可重复擦除和写入。这些颜色是由于周期性微纳结构和光的相互作用。所以颜色不仅非常鲜艳而且极其稳定，不会掉色。然而，基于光子晶体的智能材料仍面临几个关键挑战:信息存储期有限、重复擦除次数少、难以同时实现多种颜色。

为了应对上述挑战，杜的团队在光子晶体智能材料(Adv. Funct。脱线。2020, 1909202;Matter2019，1626；ACS应用程序。Interfaces2017，938117；j .脱线。化学。c，2015，33542；j .脱线。化学。b，2020，doi.org/10.1039/C9TB02389E)和形状记忆材料的研究(Adv. funct。脱线。, 2018, 28, 1801027;j .脱线。化学。a，2018，6，24748；《国家科学评论》，2019年，doi.org/10.1093/nsr/nwz188; adv . Mater。技术。，2019 . 04，1900566)，提出了结合两种材料的智能特性实现多功能的新思路:利用光子晶体实现颜色稳定，利用形状记忆高分子材料实现颜色编程控制和记忆恢复。

研究团队将光子晶体反蛋白石多孔结构设计成共价交联的聚苯乙烯/丙烯酸正丁酯形状记忆材料。由于聚苯乙烯/丙烯酸正丁酯形状记忆材料的宽玻璃化转变温度(从47℃到105℃)，该材料可以具有多种临时形状，这些形状可以在室温下稳定保持。近红外光照射(光热效应)可以在纳米尺度上快速准确地恢复形状记忆光子晶体材料的临时形状，从而改变光子晶体的晶格间距，从而带来肉眼可见的颜色变化。而且可以通过改变光照时间来控制形状恢复程度，进而对颜色变化进行编程。值得强调的是多种颜色(红、绿、蓝等。)可以用近红外激光直接写在同一形状记忆光子晶体薄膜上，重复擦除50次以上仍能保持优异的性能。同时，A4纸上的黑色图案可以用激光彩色复制到形状记忆光子晶体薄膜上，复制的信息可以在室温下稳定保存一年以上。

该研究首次报道了利用激光可以实现各种颜色的直接书写和复印，无需墨水，有望拓展基于该类智能材料的新型激光彩色打印和复印技术的发展，以及该类智能材料在信息存储和生物医学领域的应用。本研究工作得到了国家重点R&D项目(2017YFA0701303)、国家自然科学基金项目(21404116)和深圳市科技项目(JCYJ20180507182051636，KQJSCX 20180330170232019)的资助。

激光形状记忆光子晶体智能材料直写、复制和重复次数