給紡織品染色可能會危害環(huán)境，形成污染并消耗大量的水和能源?，F在研究者們表示他們可以通過用乳膠納米微粒紡絲直接得到有色纖維。通過控制納米微粒的大小，研究人員可以調節(jié)纖維的顏色。如果他們能使纖維的強度達到紡織的要求，面料和制衣廠商將來或許能在不需要任何染料的情況下，生產出多種顏色的衣物。

這類新型纖維利用了一種發(fā)現于自然界中的現象——結構色;比如某些鳥的羽毛或是甲蟲殼的顏色并不是來自色素，而是來自光與材料的物理結構之間的相互作用。

中國蘇州大學的高分子化學家和物理學家張克勤想把這一原理應用于合成纖維中。“基本上，你可以通過設計結構獲得各種不同的顏色，”他說。結構色纖維不僅能避免染料帶來的環(huán)境問題，而且應該不會褪色。

為了得到這種纖維，張與其同事從合成一批批同樣尺寸的納米微粒開始著手，他們使用的材料是苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物。張團隊將每批納米球體微粒懸浮分散于聚乙烯醇(PVA)溶液中，并將得到的粘性流體充入噴灑器中。用靜電紡絲工藝——即利用電壓使噴灑器中的流體形成超細的絲落于噴灑器下方的表面上，研究人員將這些細膠體纖維制成氈后清洗干燥。未洗過的氈是白色的，但是當清洗步驟去除了大部分PVA粘合劑，得到由球體微粒規(guī)則堆積形成的纖維時，顏色就顯現出來了。

纖維氈的顏色取決于球體的大小。因為微粒的尺寸大小與可見光的波長相近，每根纖維中堆積的球體微粒形成的網格組成了能反射特定的狹窄范圍的波長的光的晶體，從而制造出了幾乎純的顏色。直徑220納米的球體產生的是綠色纖維，直徑246納米的球體得到的是紅色纖維，直徑280納米的球體得到的則是紫紅色纖維。

然而顏色并不是完美的純色，原因是米氏散射——由于不同波長的光從微粒個體上反射而形成的分離效應。為調查米氏散射扮演的角色，研究人員將納米微粒填進用作模具的毛細玻璃管中。這樣得到的纖維中，球體微粒形成了比靜電紡絲法纖維更規(guī)則的晶體，減輕了米氏散射的程度，得到了更純的顏色。

掃描電鏡照片顯示出乳膠納米微粒用靜電紡絲法生成的纖維的結構(上圖)。不同大小的球體微粒得到的纖維氈顯現出不同的顏色(下圖)。

張說，現在最大的問題是這些直徑只有1.3微米的纖維機械強度不夠，無法制成紡織品。他的團隊正在探索解決這個難題的方法。一種解決方式或許是將膠體微粒制成墨水，然后印在更傳統(tǒng)的纖維表面上。

研究自然界中的結構色的日本大阪大學物理學家吉岡伸彌(Shinya Yoshioka)認為這項研究十分吸引人。“如果纖維能達到適合紡織的強度，我認為它絕對會很有用，”他說。