水响应光子晶体生色材料因其无污染、环保的特点而受到广泛关注。然而，基于晶格常数调控的水响应光子晶体的响应速度较慢。因此，构建非晶格常数调控的新型光子晶体结构将会进一步提高其水响应生色速度。

本研究团队将聚苯乙烯(PS)微球引入到反蛋白骨架中，制备了粒子嵌套的DIOPC结构。反蛋白石骨架主链中碳酸钠处理后羧基的去质子化有效抑制了聚合物链之间氢键的形成，同时暴露的羧基负离子导致亲水性，这有利于水快速渗透进反蛋白骨架的孔内。水响应过程是通过诱导反蛋白石骨架孔内的PS微球在水环境中从随机分布到受液体浮力作用而均匀分布，从而消除了散射效应，产生了亮丽的结构色。这种快速水响应和易于使用具有亮丽结构色的薄膜材料在用户交互式防伪和传感器领域显示出潜在的应用前景。相关研究成果以“Fast Water-Response Double-Inverse Opal Films with Brilliant Structural Color”为题，发表在Chemical Engineering Journal 426 (2021) 131213杂志上。

与传统纸张相比，水可重写的光子纸因其无污染、环保的特点引起了研究者们广泛地关注。然而有报导的基于水凝胶基质溶胀行为，通过调整周期性晶格常数或以软结构乳胶微球作为构建单元通过改变折射率比制备的光子纸水写显色速度较慢，因此开发环境适应性好、快速水写显色的光子纸成为当今研究的主流方向。

本团队研究人员通过在双反蛋白石光子晶体(DIOPC)膜的反蛋白石聚合物骨架孔内填充丙烯酰胺的乙醇分散液，然后光聚合形成亲水的聚丙烯酰胺(PAM)凝胶网络，制备了具有超快响应时间(~0.8 s)和强健水可重写(>500次“写-擦-写”)性能的大面积(21×17 cm)凝胶杂化DIOPC膜。反蛋白石聚合物骨架孔内形成的亲水PAM凝胶网络可以诱导水快速渗透进反蛋白石聚合物骨架的孔内，使得孔内的聚苯乙烯微球在水环境中从随机分布到受液体浮力作用而均匀分布，从而消除散射干扰，产生亮丽的结构色。基于“墨水”挥发度的不同，可以设计具有时空响应性的彩色图案；通过用不同出水量的水笔书写，可以调控水写结构色的保留时间。这种具有超快响应时间和强健水可重写性能的光子晶体膜在绿色书写领域展现了巨大的应用前景。相关研究成果以“Water Rewriteable Double-Inverse Opal Photonic Crystal Films with Ultrafast Response Time and Robust Writing Capability”为题，发表在Chemical Engineering Journal 439 (2022) 135761杂志上。