可逆的动态微环境切换技术实现了可持续的黑铬印刷

《Science China-Materials》：Reversible dynamic microenvironment switching enables sustainable black chromic printing

　　

摘要

在传统的铬基系统中，变色成分通常被限制在单一的、静态的微环境中，这使得同时实现高效着色、长期稳定性和经典黑色状态的可逆擦除变得极其困难——这一关键瓶颈严重阻碍了铬基材料在可持续印刷和显示应用中的普及。本文提出了一种新颖的“动态微环境切换”策略，该策略利用市售染料实现了长期以来人们追求的高对比度黑色显示的三大特性：通过水触发按需显示、长期稳定的状态保持以及按需可逆擦除。这种设计产生了一种主要基于生物材料的准双稳态铬基材料，与现有的印刷技术兼容。它能够快速从白色转变为类似墨水的、高纯度的黑色，并具有出色的光学对比度（ΔR > 70%）。打印的信息在无需任何能量输入的情况下可稳定保存超过六个月（ΔR_{6 months} ≈ 60%），并且可以按需擦除并重写数十次，保持高保真度。这项工作为环保应用（如可持续印刷媒体、可重写广告显示和可重复使用的访客卡）提供了一条有前景的途径。更重要的是，“动态微环境切换”策略为设计智能响应材料建立了新的范式，这些材料能够将双稳态性与环境可持续性无缝结合。

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

在传统的铬基系统中，变色成分通常被限制在单一的、静态的微环境中，这使得同时实现高效着色、长期稳定性和经典黑色状态的可逆擦除变得极其困难——这一关键瓶颈严重阻碍了铬基材料在可持续印刷和显示应用中的普及。本文提出了一种新颖的“动态微环境切换”策略，该策略利用市售染料实现了长期以来人们追求的高对比度黑色显示的三大特性：通过水触发按需显示、长期稳定的状态保持以及按需可逆擦除。这种设计产生了一种主要基于生物材料的准双稳态铬基材料，与现有的印刷技术兼容。它能够快速从白色转变为类似墨水的、高纯度的黑色，并具有出色的光学对比度（ΔR > 70%）。打印的信息在无需任何能量输入的情况下可稳定保存超过六个月（ΔR_{6 months} ≈ 60%），并且可以按需擦除并重写数十次，保持高保真度。这项工作为环保应用（如可持续印刷媒体、可重写广告显示和可重复使用的访客卡）提供了一条有前景的途径。更重要的是，“动态微环境切换”策略为设计智能响应材料建立了新的范式，这些材料能够将双稳态性与环境可持续性无缝结合。

此图像的替代文本可能是由AI生成的。