天然蛋白石、甲虫、蝴蝶、鲍鱼壳等的结构颜色是通过材料的亚微米级微结构对光的干涉或衍射而产生，而不像染料和颜料的颜色是由于光吸收的电子跃迁而产生。受自然的启发，研究人员一直致力于开发人造结构彩色材料，例如球形粒子、胆甾相液晶和表面活性剂胶束的组装。而将结构颜色特性与其他功能相结合则有望超越自然系统。无机纳米薄片作为一种新型的纳米结构颜色单元，是未来多功能结构颜色材料的发展方向。
近日，日本福冈工业大学Nobuyoshi Miyamoto报道了选用Dion-Jacobson型层状钙钛矿氧化物（M[An-1BnO3n+1]（M=K，Na，H；A=Ca，Ba，K，Sr；B=Nb，Ti））纳米片作为一种新的结构色材料，通过原位光聚合将这种结构色钙钛矿纳米片引入到聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAm）网络中，成功地制备了具有快速响应、高灵敏度以及高机械韧性的力致变色结构色（mechanochromic structural color）水凝胶薄膜。由于液晶纳米片在液体-玻璃界面的自发取向，因此不需要特殊的设备就可以获得均匀排列的单畴。
文章要点
1）可见光吸收光谱、偏振光学显微镜和小角X射线散射表明，纳米片平行于薄膜表面排列，周期距离可达300 nm左右，使结构颜色在全颜色范围内可调。
2）研究发现，这种结构色凝胶具有可逆的机械变色响应，可检测到1 kPa的弱应力，快速响应时间小于1 ms，同时具有高的机械韧性（压缩断裂应力高达3 Mpa）。这些优异的性能适用于机械传感器和显示器等应用。
参考文献
Wenqi Yang, et al, Perovskite Nanosheet Hydrogels with Mechanochromic Structural Color, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202015982
https://doi.org/10.1002/anie.202015982
