结构色与纺织品结构生色

结构生色是通过光子晶体等微纳结构，结合衍射、反射等光学现象，产生色彩，其中，不需要任何的染料和颜料，进而就无需废水、废气等处理，节能环保，颜色鲜艳，持久性强，不会褪色。结构生色将在纺织品，尤其是功能纺织品领域获得重要的应用，发展前景惊人。本书详细介绍了多种结构着色的方法与工艺，并对所得颜色的明度和亮度进行了表征。

结构色有别于色素色，是一种可见光和与其光波波长量级相当的微纳米尺寸的结构相互作用而产生的物理色。纺织品结构生色可以在一定程度上减少对水资源及染料、助剂等化学品的需求，减少污染物的排放，有利于纺织印染企业转型升级和提高产品附加值，拓展纺织品特别是功能纺织品在服装、包装与装饰、可穿戴设备、军事等方面的应用。本书共分六章，详细介绍了光子晶体、磁控溅射薄膜以及压印光刻技术使纺织品结构生色，并对相关产品表征以及应用做了简要介绍。
本书适宜纺织品相关领域的科研工作者使用，亦可供有兴趣的读者阅读。

黄美林，男，五邑大学纺织材料与工程学院教师，博士、副教授、硕士生导师，中国纺织工程学会高级会员，广东省纺织新材料及产品协同创新工程技术研究中心、广东省功能性纤维与纺织品工程技术研究中心研究员。曾任实验室主任、系主任、江门市纺织工程学会副秘书长（2012-2020）；曾赴美国加州州立大学富立顿分校（CSU-Fullerton）访学。主要从事针织产品、功能纺织品、纳米纺织材料及结构色纺织品等方面的教学与科学研究。在国内外刊物上发表学术研究论文24 篇和教学研究论文10 多篇，Scopus 收录15 篇（其中SCI 收录8 篇、EI 收录2 篇）；专利授权2 项。

高伟洪，男，上海工程技术大学纺织服装学院教师，博士、副教授、硕士生导师，纺织工程系副主任，中国纺织工程学会会员，英国曼彻斯特大学学士、博士（直博）、访问学者，上海高校青年东方学者，《纺织学报》首届青年编委。主要从事光子晶体结构色纳米材料的制备及其在纺织领域的应用研究。主持国家自然科学基金青年项目 1 项、校级人才引进科研启动项目 1 项，指导重量、市级大学生创新训练项目各1 项。参加世界纺织大会、亚洲纺织大会、中国纺织学术年会等国内外高水平学术会议6 次，发表SCI、EI 及中文核心期刊论文 20 余篇，出版英文书籍章节1 章，申请发明专利8 项。曾获英国染色家学会（SDC）Main Bursary，指导学生获得中国纺织工程学会陈维稷优秀论文奖2 项、宗平生针织优秀论文奖1 项。

第1章  概述 001
1.1  颜色与结构色 003
1.1.1  光波与颜色 003
1.1.2  色素色与结构色 004
1.2  颜色的测量与表征 008
1.2.1  目视法、灯箱对色与数码照片 008
1.2.2  光谱图 008
1.2.3  纺织品颜色深浅与K/S 值 009
1.2.4  色度、色域、色彩空间与色彩模型 010
1.2.5  色素色与结构色的测量和表征 018
1.3  颜色的起因及常见材料的颜色 018
1.3.1  导体金属材料的颜色 020
1.3.2  矿物的颜色 020
1.3.3  半导体及绝缘体的颜色 022
1.3.4  固体状态的离子化合物的颜色 023
1.3.5  薄膜的颜色 024
1.4  结构色主要生色机理 025
1.4.1  光干涉产生结构色 026
1.4.2  光衍射产生结构色 035
1.4.3  光散射产生结构色 043
1.5  纳米技术、微纳结构色与纺织品结构生色 045
1.5.1  纳米技术在纺织上的应用 045
1.5.2  超表面、表面等离子体与微纳结构色 047
1.5.3  纺织品结构生色 051
1.6  本章小结 054
参考文献 055

第2章  光子晶体及其应用于纺织品结构生色 061
2.1  引言 063
2.2  光子晶体胶粒（微球）的制备及其应用于纺织品结构生色 064
2.2.1  重力沉降法 066
2.2.2  垂直沉积法 070
2.2.3  喷墨印花（打印）法 070
2.2.4  电泳沉积法 072
2.2.5  胶体静电纺丝法 073
2.2.6  静电自组装法 075
2.2.7  丝网印刷法 076
2.2.8  喷涂法 076
2.2.9  剪切诱导自组装法 078
2.3  光子晶体制备结构色纺织品的相关研究情况 079
2.3.1  光子晶体结构色纤维 079
2.3.2  光子晶体结构色纱线 081
2.3.3  光子晶体结构色织物 083
2.3.4  非晶光子晶体制备结构色纺织品 086
2.4  基于类黑色素纳米粒子的光子晶体结构色的相关研究 088
2.5  本章小结 091
参考文献 092

第3章  磁控溅射沉积薄膜及其应用于纺织品结构生色 097
3.1  引言 099
3.2  溅射沉积单层薄膜获得颜色 102
3.2.1  Cu或CuO 单层膜 102
3.2.2  CuN或TiN 单层膜 108
3.3  溅射沉积双层薄膜获得颜色 111
3.3.1  Ag/TiO2 双层膜 111
3.3.2  Al/TiO2 双层膜 117
3.3.3  Ag/ZnO双层膜 118
3.3.4  Ag/Ag2O 双层膜 121
3.3.5  Au/Ge双层膜 123
3.4  溅射沉积多层薄膜获得颜色 124
3.4.1  SiO2/TiO2 周期性多层膜 124
3.4.2  TiO2/Cu/TiO2 复合薄膜 131
3.5  工业化磁控溅射设备制备结构色纺织品的情况 133
3.6  本章小结 135
参考文献 138

第4章  压印光刻及其应用于纺织品结构生色 143
4.1  引言 145
4.2  紫外固化方式纳米压印制备结构色 147
4.3  辊对辊接触方式纳米压印制备结构色 149
4.4  本章小结 158
参考文献 159

第5章  结构色材料及结构色纺织品的应用 161
5.1  引言 163
5.2  水印纸（膜）、镭射膜、3D全息膜与纳米膜 164
5.2.1  水印纸（膜） 165
5.2.2  镭射膜 167
5.2.3  3D全息膜 170
5.2.4  纳米变色膜 174
5.3  油墨、涂料、颜料和化妆品 175
5.4  服装、服饰、箱包及可穿戴产品 182
5.5  包装与装饰 185
5.6  防伪加密与隐身伪装 189
5.7  显示与安全警示 191
5.8  结构色打印（图案化印刷）及微流控技术 193
5.9  本章小结 200
参考文献 200

第6章  总结与展望 203
6.1  总结 205
6.2  展望 206

编者简介 209