自然界擁有“神奇染色術(shù)”，蝴蝶的翅膀色彩斑斕，鳥兒的翅膀絢麗奪目……這些顏色是由翅膀特定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色。結(jié)構(gòu)色是由純物理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的顏色，它來源于物體表面具有光學(xué)尺度的微納結(jié)構(gòu)與光相互作用產(chǎn)生的光學(xué)效應(yīng)。
近期，蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院的一支學(xué)生科研團隊基于這一原理，實現(xiàn)了在結(jié)構(gòu)色纖維研發(fā)上的突破，實現(xiàn)了布料上色無需印染。
這支學(xué)生科研核心團隊由3名本科生、2名碩士研究生和1名博士研究生組成，團隊通過微流控技術(shù)，成功制備了具有皮芯結(jié)構(gòu)的非晶結(jié)構(gòu)色纖維——一種無需印染、綠色清潔的結(jié)構(gòu)色纖維紗線。
團隊成員經(jīng)過多次實驗，成功優(yōu)化制備結(jié)構(gòu)色纖維的材料。在此基礎(chǔ)上，通過改變芯層中聚苯乙烯微球的尺寸得到了不同顏色的結(jié)構(gòu)色纖維，紡絲后可制成覆蓋全部可見光譜顏色的結(jié)構(gòu)色纖維?，F(xiàn)代絲綢國家工程實驗室檢測報告顯示，該團隊制成的結(jié)構(gòu)色纖維產(chǎn)品摩擦色牢度、皂洗色牢度均達到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無氟、無重金屬元素。
在蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院“雙師制”+“全過程”實踐指導(dǎo)模式下，2019級本科生韓穎從大一就加入了該課題的研究，并在幾年間迅速成長為團隊負(fù)責(zé)人?！拔覀冊谘芯砍跗?，實地走訪了蘇州市吳江區(qū)和湖州市南潯區(qū)多家印染廠，了解到傳統(tǒng)印染屬于高污染、高耗能行業(yè)，環(huán)境污染及能耗問題較為嚴(yán)重。高溫、高濕的漿紗和印染車間還可能導(dǎo)致紡織印染員工得職業(yè)病。同時，印染本身也存在染色不勻、致敏等弊端。與新興染色技術(shù)相比，我們團隊研發(fā)的結(jié)構(gòu)色技術(shù)直接省去印染這一步驟，不僅能提高生產(chǎn)效率，還能節(jié)能減排?！表n穎介紹說。
目前，團隊以第一或共同第一作者在《ACS Nano》等國際知名期刊上發(fā)表SCI論文9篇，以第一發(fā)明人申請發(fā)明專利3項，實用新型專利12項。2020年，以該技術(shù)為依托的湖州一泓環(huán)境科技有限公司成立，擁有專業(yè)的技術(shù)研發(fā)實驗室和生產(chǎn)線，并通過ISO等相關(guān)資質(zhì)認(rèn)證，與多家企業(yè)達成合作。
“結(jié)構(gòu)色纖維有助于實現(xiàn)紡織業(yè)的綠色發(fā)展，有比較大的發(fā)展前景。我們的產(chǎn)品可應(yīng)用于家用紡織、戶外用品、旗幟橫幅等領(lǐng)域?！痹搱F隊的指導(dǎo)老師、紡織與服裝工程學(xué)院院長張克勤教授在談到未來的發(fā)展時說：“我們會繼續(xù)拓展產(chǎn)品應(yīng)用場景，比如通過加入其他化學(xué)物質(zhì)，進一步探索結(jié)構(gòu)色技術(shù)在高端防偽科技和顏色傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用。同時也會進一步提高結(jié)構(gòu)色纖維飽和度和亮度，通過電腦模擬的方法探究能夠讓微球在微觀上排列更規(guī)整的紡絲條件。”
