在紡織服裝與印刷行業(yè)，色彩一直是靈魂所在。然而，百余年來(lái)，我們獲取色彩的方式幾乎都依賴于化學(xué)染料和顏料。從生產(chǎn)到印染，巨量的廢水排放和難以解決的褪色問(wèn)題，如同達(dá)摩克利斯之劍，懸在每一個(gè)從業(yè)者頭上。

　　如今，一場(chǎng)源自基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的革命正在悄然改變這一切。“無(wú)染料噴墨打印技術(shù)” 的出現(xiàn)，或?qū)氐最嵏矀鹘y(tǒng)印染邏輯，開啟一個(gè)僅用“清水”便能繪制萬(wàn)千色彩的綠色印刷時(shí)代。

　　告別“化學(xué)色”，師法自然的“物理色”

　　這項(xiàng)技術(shù)的核心，在于它完全摒棄了傳統(tǒng)化學(xué)色素。研究人員巧妙地將目光投向了自然界的調(diào)色盤——蝴蝶翅膀?yàn)楹伟邤?孔雀羽毛為何炫目?這一切并非來(lái)自色素，而是源于精密的微觀物理結(jié)構(gòu)。

　　當(dāng)光線照射在尺寸與光波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)奈⒓{結(jié)構(gòu)(如脊?fàn)罴y路、微小凹坑或圓頂)上時(shí)，會(huì)發(fā)生復(fù)雜的干涉、衍射和散射。這種由物理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的顏色，被稱為 “結(jié)構(gòu)色”或“物理色” 。它不依賴任何染料分子，僅靠“雕刻”物體表面的微觀形貌來(lái)“制造”顏色。

　　中科院領(lǐng)銜：一滴透明墨水的“七十二變”

　　在這一前沿領(lǐng)域，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)走在了世界前列。最具代表性的突破來(lái)自中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所綠色印刷實(shí)驗(yàn)室的宋延林研究員團(tuán)隊(duì) 。

　　該團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新堪稱精妙：

　　他們使用的“墨水”，僅僅是不含任何染料或顏料的透明聚合物溶液(如聚丙烯酸)。通過(guò)計(jì)算機(jī)精確模擬，他們將彩色圖像的信息解碼為指令，控制高精度噴墨打印機(jī)噴頭，在具有特殊浸潤(rùn)性的疏水基底上打印。

　　關(guān)鍵在于，通過(guò)精準(zhǔn)控制墨滴的體積和基底的浸潤(rùn)性，每一滴落下的透明溶液都會(huì)自發(fā)形成一個(gè)具有特定曲率的微圓頂狀結(jié)構(gòu)。這個(gè)微小的透明圓頂，瞬間變成了一個(gè) “光學(xué)透鏡” 。其曲率和直徑?jīng)Q定了它對(duì)不同波長(zhǎng)光線的反射能力，從而呈現(xiàn)出從紅到藍(lán)的完整色譜。僅僅通過(guò)調(diào)控這個(gè)“小透鏡”的物理尺寸，就能實(shí)現(xiàn)全彩成像 。

　　這項(xiàng)在2021年發(fā)表于《Science Advances》期刊上的研究，已經(jīng)能夠打印出色彩豐富、形象逼真的人像與風(fēng)景圖案，為低成本、零污染的環(huán)保印刷開辟了一條全新的路徑 。

　　深度分析：群雄并起，通往“無(wú)墨”的多條賽道

　　如果說(shuō)中科院團(tuán)隊(duì)的“透明墨水噴印”是當(dāng)前最具產(chǎn)業(yè)化潛力的“穩(wěn)健派”，那么在通往結(jié)構(gòu)色打印的賽道上，還有幾股力量正在展示極致性能的“未來(lái)派”。

　　通過(guò)對(duì)近期國(guó)內(nèi)外研究成果的梳理，我們可以看到這場(chǎng)技術(shù)革命的多元路徑：

　　1. 極致精細(xì)的“雕刻師”：飛秒激光直寫

　　西湖大學(xué)...

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