上海交大新發明，凝膠一秒變彩虹，染色竟不用色素

哈嘍，大家好，今天小墨這篇評論，主要來分析上海交大光子凝膠黑科技，無色素也能秒變彩虹。

不用一滴色素，擠在紙上輕輕一拍，白色凝膠瞬間就能綻放出絢爛彩虹。這種只在科幻片里見過的場景，如今被上海交大的研究團隊變成了現實。

這款神奇的光子凝膠，不僅操作簡單到像擠牙膏，變色速度更是快到以秒計算。它的出現，不僅顛覆了我們對染色的傳統認知，更給環保材料領域帶來了全新可能。

我們平時接觸的顏色，大多是色素色。比如紅色顏料之所以顯紅色，是因為它吸收了其他顏色的光，只反射紅色光。這種靠色素呈現的顏色，不僅容易褪色，部分顏料還可能含有有害物質。

而上海交大光子凝膠呈現的顏色，是完全不同的**結構色**。這種顏色就藏在自然界里，蝴蝶翅膀的斑斕，孔雀羽毛的華麗，還有肥皂泡上的七彩光暈，都是結構色的功勞。

簡單說，結構色本身沒有色素，全靠材料表面微小的規則結構反射特定顏色的光。我們可以把這些結構想象成無數個頭發絲千分之一大小的微型鏡子，它們整齊排列時，會讓某種顏色的光統一反射出來，其他顏色的光則被抵消。

結構色最大的優勢就是不褪色、更環保，而且色彩比色素色更鮮艷透亮。不過在過去，大面積制造高質量的結構色材料難度極大，要么耗時漫長，要么成本高到難以承受，根本沒法走進日常生活。

上海交大團隊之所以能攻克這個難題，關鍵就在于這款特殊的光子凝膠。它的配方其實特別簡單，而且材料都是常見又安全的東西。

首先要準備直徑約200納米的微小塑料球或玻璃球，這個尺寸比細菌還要小得多。然后把這些小球均勻混合到黏稠的膠水里，甘油、蜂蜜都行，甚至從甘蔗中提取的麥芽糖漿也可以用。這些材料安全到甚至可以食用，完全不用擔心環保問題。

平時這些小球在膠水里是亂糟糟擠在一起的，所以凝膠看起來就是一團白色膏狀物。但只要給它一個快速的剪切力，比如輕輕一彎、用手指一劃，或者拿著涂有凝膠的紙片抖一下，就能瞬間變出彩虹色。

這就像洗牌一樣，雜亂的小球在快速剪切下迅速排好隊，形成整齊的面心立方晶體。傳統方法讓小球排列需要上千次緩慢剪切，或者等好幾天自然沉淀。而這款光子凝膠通過調節膠水黏度和小球濃度，讓小球處于隨時待命的狀態。

只需0.05到0.5秒的快速剪切動作，小球就能在膠水幫助下找到自己的位置，瞬間反射出鮮艷顏色。值得一提的是，中科院大連化物所近期也研發出類似的光子水凝膠，能在紅色和藍色之間切換，浸泡5分鐘就能恢復活性，進一步證明了這類材料的應用潛力。

這種變色過程并不是隨機的，而是可以精準操控的，主要靠三個關鍵控制器。膠水黏度要適中，太稀或太稠都不行，甘油這樣的膠水就是最佳選擇。

小球濃度也有最佳比例，既能讓它們相互“交流”，又有足夠空間在剪切時換位。剪切力大小不同效果也不一樣，小力度能長出色彩極純的超大晶體，大力度則能讓材料更快全部變色。

目前這款材料的應用前景已經非常清晰。在智能交互領域，把它做成薄膜貼在手機或智能手表腕帶上，通過彎曲或觸摸就能顯示簡單圖案，實現無屏幕交互。

在綠色印刷和涂料領域，它的優勢更明顯。基于水和甘油的配方非常環保，用卷對卷印刷機就能印在紙張或塑料薄膜上。

有涂料研發團隊表示，這類環保材料未來可用于建筑外墻涂層，既美觀又能減少傳統涂料的污染問題。

另外，美國麻省理工學院的研究也顯示，光子凝膠對濕度、溫度等敏感，未來或許能用于食品加工廠的干燥度指示，這些都讓我們看到了結構色材料的廣闊前景。