光子晶體特有的周期性排列結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的獨(dú)特光學(xué)調(diào)控性能使之在傳感、催化、檢測等光學(xué)器件方面具有重要應(yīng)用。而光子晶體表面的特殊浸潤性設(shè)計會賦予材料更多優(yōu)異性能及新應(yīng)用，比如可有效加速光子晶體的傳感及檢測、可實(shí)現(xiàn)具有超強(qiáng)防污的光子晶體光學(xué)器件等，因此光子晶體超浸潤性研究得到了廣泛關(guān)注。

　　在國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院的大力支持下，中科院理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員在具有超浸潤性光子晶體的制備及應(yīng)用方面取得系列進(jìn)展。研究人員考察了基底浸潤性對光子晶體組裝單元-乳膠粒的形貌及其分子組裝形式的影響（Adv. Mater. Inter. 2015, 1400365, J. Mater. Chem. C 2015,3,2445）；利用界面特殊的浸潤性調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了具有特殊光功能的花形（Chem. Commun. 2015,51,1367）及面包形(Chem. Commun. 2016,52,3619)的各向異性結(jié)構(gòu)光子晶體制備；結(jié)合超親水基材及超疏水模板形成的三明治限域作用，制備得到具有良好光波導(dǎo)行為的光子晶體微陣列（ACS Appl.Interf. 2016,8,4985）；設(shè)計具有梯度浸潤性的聚離子液體反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體，發(fā)展了具有單一結(jié)構(gòu)的光子晶體驅(qū)動器的制備（Chem.Commun. 2016, 52,5924）。為深入理解光子晶體超浸潤性的特殊作用，研究人員系統(tǒng)總結(jié)了具有超浸潤性光子晶體的仿生制備及其應(yīng)用，從自然界光子晶體的特殊浸潤性所顯示的獨(dú)特的性能及作用出發(fā)，綜述了超浸潤性光子晶體的構(gòu)筑思路、制備及應(yīng)用的相關(guān)實(shí)例，包括光子晶體超浸潤性賦予材料的傳感、檢測、防污、驅(qū)動、油水分離等新應(yīng)用（Chem. Soc. Rev. 2016,45,6833）。

　　最近，該實(shí)驗(yàn)室科研人員設(shè)計制備了一類具有超浸潤性的金屬-有機(jī)反蛋白石結(jié)構(gòu)的光子晶體。該光子晶體在電浸潤過程中其形貌從貫通的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸演變?yōu)楠?dú)立的空球結(jié)構(gòu)。同時光子晶體的帶隙發(fā)生了藍(lán)移，浸潤性逐漸減小。光子晶體反結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)的這種特殊形貌演變主要?dú)w因于反結(jié)構(gòu)中金屬離子的不斷溶解及其中聚合物-金屬螯合物的同步重排。該重排過程巧妙實(shí)現(xiàn)了原有貫通多孔結(jié)構(gòu)的可控坍塌及有機(jī)-金屬螯合物界面組裝形成球形結(jié)構(gòu)。文章通過掃描電鏡、透射電鏡、紅外光譜、x-射線光電子能譜、熱失重分析等詳細(xì)考察了形貌演變過程、形變過程中體系的化學(xué)組成變化及其形變機(jī)理。有意思的是，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電浸潤過程不僅誘導(dǎo)了有機(jī)金屬重排形成新結(jié)構(gòu)，而且重排過程導(dǎo)致了金屬-有機(jī)螯合物實(shí)現(xiàn)了類單晶形式的組裝。這個單晶形成的過程也通過模型實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。這種電浸潤過程中的獨(dú)特的形貌演變可以推廣到由硝酸鉛、硫酸銅、氧化鋅等填充光子晶體模板（由聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酸單分散粒子組裝得到）并且去除模板形成的反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體。其中的金屬離子與形成乳膠粒的聚合物中的羧基能形成一個強(qiáng)的螯合作用，該作用誘導(dǎo)了電浸潤過程中的形貌的演變。最后，文章利用電浸潤引起材料形貌的不可逆變化特點(diǎn)制備了光子晶體圖案。該工作不僅拓展了一類新型的有機(jī)-金屬光子晶體的制備，另外文中所展示的通過簡單的電浸潤過程實(shí)現(xiàn)形貌的不可逆變化的現(xiàn)象為發(fā)展水刻方式制備光子晶體圖案提供了有益的啟發(fā)。

　　該工作發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》（Adv. Funct. Mater. 2017,Doi:10.1002/adfm.201605221)，并被選作背封面。

　　電浸潤誘導(dǎo)金屬-有機(jī)光子反蛋白石結(jié)構(gòu)形貌變化