自然界中广泛存在的结构色因其高饱和度、不易褪色以及环境友好等特性，近年来受到光子材料与绿色打印领域研究者的广泛关注。不同于传统颜料依赖分子吸收机制，结构色源于微纳结构对光的散射、衍射或干涉，由此呈现的鲜明色彩和多维度光学响应为新型显示、加密防伪与智能传感提供了重要灵感。数字化增材制造技术的发展，进一步推动了结构色图案化从实验室研究走向实际应用，在可持续材料、智能光学器件与新一代信息技术等方面展现出广阔潜力。

近日，中国科学院理化技术研究所江雷院士、王京霞研究员团队在Advanced Functional Materials期刊发表题为 Bioinspired Digital Structural Color Patterning Based on Photonic Paper/Ink Systems的综述论文。系统总结了结构色数字图案化领域基于光子纸/墨水体系的研究进展，并提出了“光子墨水–光子纸”双材料体系框架，为结构色材料的可编程构筑提供了新的思路。

文章首先回顾了结构色材料的基本分类与光学机制，指出基于微纳结构的颜色生成不仅具有优异的光稳定性，也可通过结构变化实现温度、压力、光刺激等多重响应特性。在数字制造技术的推动下，喷墨打印和直接书写因其掩膜无关、材料利用率高、图案可编程等特点，成为构筑结构色图案的重要工具。综述从材料的主动生色与被动生色行为出发，梳理了胶体晶体、嵌段共聚物、纤维素液晶、胆甾液晶以及蓝相液晶等多类光子墨水体系在打印过程中的结构调控途径，并总结了对应的光子纸基底在多维方向上的图案化策略。

在光子纸体系中，聚合物模板蓝相（PTBP）光子纸的发展是文章的重要内容之一，也是王京霞研究团队近年来的特色研究方向。蓝相液晶因其三维手性立方结构、选择性反射圆偏振光、窄光子带隙和快速响应速度，在光子学与安全防伪领域具有显著优势。然而传统蓝相液晶温域窄、稳定性不足，而聚合物模板化策略有效克服了这些限制，使蓝相液晶能够作为稳定光子纸用于可控图案构筑。文章对该团队在PTBP光子纸图案化方面的系统性贡献进行了集中总结，包括通过喷墨打印实现的墨水扩散诱导时空色彩演变、印刷色彩的多变量调控、光子纸基底的可编程图案化以及圆偏振光调制策略等内容。相关研究不仅实现了三维手性色彩单元的时空可编程调控，也展示了基于墨水扩散驱动的多维度加密技术和视觉传感功能，为结构色在信息加密、防伪识别和智能响应材料中的应用提供了新的可能性。代表性研究成果：J. Mater. Chem. C 2019, 7, 13764.，Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2110985.，Adv. Mater. 2025, 37, 2411988.，ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 18907.，Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2424107.

文章最后展望了基于光子纸/墨水体系的结构色图案化在未来可能面临的挑战与发展方向。作者指出，材料界面协同、结构稳定性、打印分辨率和规模化制备等方面仍需进一步深入研究，但随着数字制造技术的进步与新型可持续光子材料的不断出现，结构色图案化有望在绿色显示、柔性电子、信息安全和智能光学平台等领域发挥更加重要的作用。

该综述文章通讯作者为王京霞研究员，理化所特别研究助理杨文杰和博士生李景辉为共同第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金项目（52373001、22581260173、51873221、52073292、51673207、51373183）及中荷国际合作项目（1A1111KYSB20190072）等的资助支持。

文章链接： https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202527923

图1：基于可编程数字印刷技术的光子油墨（胶体颗粒油墨、BCP油墨、CLC油墨、BPLC油墨）和光子纸体系（胶体膜、聚合物模板CLC、聚合物模板BP）的示意图

图2：数字印刷技术和光子墨水体系自组装机制

图3：可印刷光子薄膜的制备工艺和油墨渗透诱导的结构颜色调谐机制