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  3D打印光子墨水憑借其在構筑幾何形狀或圖案方面的獨特優勢，在傳感、信息加密等領域展現出巨大潛力。近年來，盡管已提出多種打印策略用于制備多樣化的圖案或3D結構，但鮮有能成功兼顧其3D打印性與動態結構顏色變化的。因此，開發響應性3D打印光子墨水，改變響應顏色變化定制彩色圖案，有望構建復雜獨特圖案結構及特殊功能的結構色器件。然而，保障打印結構色質量并兼顧3D打印與動態顏色變化平衡仍然具有挑戰性。

  四川大學化學學院環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室宋飛教授團隊致力于纖維素結構色材料的設計與功能化應用研究。在前期研究中，該團隊利用羥丙基纖維素（HPC）光子晶體的溫度響應機制和分子間強相互作用（Chem. Eng. J. 2023, 453, 139835; Adv. Sci. 2023, 10, 2206290; Nano Lett. 2023, 21, 984; Carbohydr. Polym. 2025, 367, 124029），實現了對HPC光子晶體溫度響應區間、速度及靈敏度的調控；通過動力學捕獲與剪切定向技術調控乙基纖維素（EC）膽甾相域中的缺陷態（Chem. Eng. J. 2024, 479, 147669；ACS Nano, 2025, 19, 6426），實現了EC光子晶體圓偏振態的調節。

  近期，該團隊通過HPC與丙烯酸羥乙酯（HEA）的共組裝策略，成功制備了一種可兼具3D打印性和可調溫度響應性的光子墨水。其中，由HEA聚合形成的聚丙烯酸羥乙酯（PHEA）半互穿網絡以及PHEA和HPC之間的氫鍵，賦予了該光子墨水優異的3D打印性能，使其能夠用于復雜物體的構建。此外，該半互穿網絡可保持膽甾相結構，通過網絡密度顯著調控了光子墨水的溫度響應靈敏度（6.4 ~ 3.0 nm/°C），從而實現了對光子墨水動態顏色變化的精準控制。利用該3D打印光子墨水，可成功制備出具有動態熱致變色特性的2D和3D圖案結構。該研究通過巧妙地利用半互穿網絡，實現了光子材料的3D打印與響應性能調控，突破了現有3D打印光子墨水在響應性能上的局限，為開發靈活動態響應特性的光子材料提供了一種簡單有效的策略。

圖1. HPC/HEA光子墨水的光學特性。

圖2. HPC/HEA光子墨水的溫度響應性能調控。

圖3. HPC/HEA光子墨水的3D打印。

  該工作以“3D-Printing Thermo-Responsive Photonic Inks Based on Cellulose Semi-Interpenetrating Liquid Crystal Networks”為題發表在《Small》上（DOI: 10.1002/smll.202504244）。文章第一作者是四川大學博士生李東（目前在西南石油大學新能源與材料學院工作），通訊作者是四川大學宋飛教授，該工作得到了國家自然科學基金（52403145、U21A2096）和四川省科技計劃項目（2024NSFSC0011）等經費支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202504244