結構色顏料具有持久絢麗的色彩、{attr}2108{/attr}光澤和智能響應性等特征，安全性高、環境友好且易規模化制備的結構色顏料有望替代傳統顏料或染料，為減少環境污染、實現可持續發展提供了一種重要的先進材料。自組裝是一種低成本制備結構色材料的高效方法，為獲得不同顏色傳統方法主要依賴于改變組裝基元尺寸，這需要進行繁瑣耗時的化學合成，且顏色難以連續精準調節，這在很大程度上阻礙了此類材料的規模化應用。近日，天津大學的宋東坡課題組提出了一種通過調控聚合物鏈構象調節結構色的全新理念，只需單一原料即可制備出顏色連續可調的光子顏料，制備過程簡便、快捷、易于規模化生產。該課題組設計了一種兩親性嵌段聚合物刷，在其中親水嵌段接枝了具有{attr}2125{/attr}響應性的二茂鐵基團，在雙氧水的氧化下能轉變為離子基團，從而實現了其由疏水向親水特性的轉變。將上述聚合物溶于甲苯中制成透明溶液，隨后制成水包油W/O乳液滴。起初，油滴懸浮在一定濃度的雙氧水溶液中，隨著有機溶劑揮發，越來越多的嵌段共聚物吸附到油水界面。當油滴中嵌段共聚物濃度達到一定值時，會發生有序相翻轉，即水滴會自發進入油滴中，形成穩定且高度有序的W/O/W雙重乳液，當甲苯揮干時即可獲得漂亮的結構色顆粒，具有類反蛋白石的多孔結構。在上述結構形成過程中，二茂鐵基團會被內水滴中雙氧水氧化，促使界面上親水性嵌段水合能力增加，主鏈構象更加伸展，形成尺寸更大的內水滴，對應于微粒中更大的孔徑。利用此原理，通過控制氧化程度來控制親水段的伸展程度，即可獲得一系列孔徑大小連續可調的產物，從而展現出多彩的結構色。基于調控聚合物鏈構象調節結構色的原理，研究人員簡單的通過改變雙氧水與二茂鐵的反應當量，即可獲得一系列高色彩飽和度、全譜系的結構色顏料。本研究的價值就在于：利用單一原料即可制備顏色連續精確可調的產品，為規模化生產光子顏料提供了一種高效原理與方法。相關論文以“Oxidation Control of Bottlebrush Molecular Conformation for Producing Libraries of Photonic Structures”為題，發表在《Angewandte Chemie International Edition 》（DOI:10.1002/anie.202011702），文章的第一作者是天津大學的博士生李玉蓮。感謝國家自然基金項目（No. 51873098）對本工作的資助。
