自组装光子 - 等离激元颜料中视觉性质的层级结构控制

我们提出了一种简单的一锅法共组装方法，用于合成具有层级结构的颜料颗粒，该颗粒由掺杂了等离激元吸收体的二氧化硅反蛋白石砖块组成。我们研究了等离激元共振与光子共振之间的相互作用，以及它们对随机取向分布的光子砖块宏观集合视觉外观的影响。通过调控孔道几何结构，可以调节散射剖面的波长和角度依赖性，从而设计出能够增强或与等离激元吸收体产生的颜色形成对比的角度依赖性 Bragg 共振。通过控制光子砖块的整体尺寸及其纵横比，可以促进或抑制其优先取向排列。这导致 Bragg 共振在前一种情况下表现为均匀的颜色变化，而在后一种情况下表现为稀疏的虹彩闪光。通过调控这些光子砖块的表面化学性质（这在我们的设计中引入了第四个可独立调控的长度尺度），我们可以进一步工程化液体与孔道之间的相互作用。这使得结构色能够在油基配方中得以保持，并能够实现由该颜料制成的动态液体响应图像。