朱小威，邢鐵玲

(蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州215123)

0 前言

自然界中存在著繽紛多彩的顏色，可分為化學(xué)生色和結(jié)構(gòu)生色兩種類型。 化學(xué)生色即通過(guò)色素產(chǎn)生顏色，色素色由于電子在分子軌道的躍遷而對(duì)可見(jiàn)光產(chǎn)生特定的吸收與反射[1-2]。 而結(jié)構(gòu)生色則是由于自然可見(jiàn)光射入一種特殊的微納結(jié)構(gòu)上，入射光發(fā)生了一系列相互作用產(chǎn)生顏色[3-5]。 根據(jù)人類視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)色可分為非虹彩結(jié)構(gòu)色和虹彩結(jié)構(gòu)色，非虹彩結(jié)構(gòu)色不具有角度依耐性，觀察者觀察角度的變化不會(huì)引起顏色的變化，典型的例子有蝴蝶翅膀和甲蟲(chóng)鱗片上周期性排列的微納結(jié)構(gòu)，僅僅短程有序的排布結(jié)構(gòu)使其產(chǎn)生了非虹彩結(jié)構(gòu)色。 而虹彩結(jié)構(gòu)色則隨著觀察角度的變化而變化，例如短程有序長(zhǎng)程無(wú)定形結(jié)構(gòu)的孔雀羽毛和海老鼠毛[6-9]。 傳統(tǒng)的染色方法易褪色[10-11]，印染廢水毒性大，對(duì)環(huán)境污染大，耗費(fèi)大量水資源[12-13]。 結(jié)構(gòu)生色只要特殊的微納結(jié)構(gòu)不被破壞，顏色就不會(huì)變化，制備過(guò)程中對(duì)環(huán)境污染小，并且顏色對(duì)比度高、飽和度高[14-17]。

1 結(jié)構(gòu)生色的理論基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)色是由于材料表面的微納結(jié)構(gòu)與光的相互作用產(chǎn)生的，可將其分為以下4 類：(1)光的干涉產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色；(2)光的散射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色；(3)光的衍射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色；(4)光子晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色。

1.1 光干涉產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色

光的干涉是振動(dòng)頻率相同，相位差恒定，方向相同的兩列甚至是幾列光波在空間相遇時(shí)相互疊加產(chǎn)生的現(xiàn)象[18]。 自然界中由于光的干涉作用產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色大部分為薄膜干涉，薄膜干涉又可分為單層膜干涉和多層膜干涉。 例如，陽(yáng)光下彩色的肥皂泡就是由于單層薄膜干涉作用。 當(dāng)自然光射入連續(xù)的薄膜，入射光在薄膜上表面反射后得第一束光，透過(guò)薄膜產(chǎn)生折射光經(jīng)薄膜下表面反射，又經(jīng)上表面折射后得第二束光，這兩束光在薄膜的上表面相遇發(fā)生干涉，產(chǎn)生了特定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，這就是我們所說(shuō)的結(jié)構(gòu)色。 多層膜的干涉可以看作是若干層單層膜呈周期性交叉堆積后，自然光射入其中產(chǎn)生一系列干涉作用的結(jié)果，例如蝴蝶，它翅膀上鮮艷的顏色就是多層膜干涉產(chǎn)生的現(xiàn)象。

1.2 光散射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色

當(dāng)自然光進(jìn)入不均勻的介質(zhì)，不沿著原有軌道方向傳播，向四面八方散射開(kāi)來(lái)的現(xiàn)象就稱之為光的散射。 光發(fā)生散射后光波長(zhǎng)不會(huì)發(fā)生改變，與入射光波長(zhǎng)相同。 自然光經(jīng)過(guò)瑞利散射和米氏散射可以產(chǎn)生顏色[19]。 瑞利散射是半徑比光的波長(zhǎng)小很多的微粒對(duì)入射光的散射。 由于散射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的比值和波長(zhǎng)成反比，散射光中波長(zhǎng)較短光的光強(qiáng)偏大，占據(jù)主要的顏色。 天空呈現(xiàn)藍(lán)色就是太陽(yáng)光產(chǎn)生了瑞利散射，由于天空中分布著很多的細(xì)小微塵，這些微塵大至300nm 小至1nm，可以近似看做顆粒不均勻分散排布的介質(zhì)，當(dāng)太陽(yáng)光照射其上，藍(lán)色光優(yōu)先散射，天空也因此呈現(xiàn)藍(lán)色。 而米氏散射則是尺寸接近或大于光波波長(zhǎng)的顆粒對(duì)入射光的散射。 天空中的云是由液化形成的小水滴與凝華而成的小冰晶混合組成的可見(jiàn)聚合物，直徑比任何一種組成太陽(yáng)光的顏色光的波長(zhǎng)都要大得多，散射光強(qiáng)與波長(zhǎng)的依賴關(guān)系逐漸減弱，各種顏色光的散射光強(qiáng)無(wú)明顯差異。 因此，云朵呈現(xiàn)出白色。 由于光散射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色的實(shí)例還有外國(guó)人藍(lán)色的眼睛，紅色的晚霞。 就目前而言，紡織領(lǐng)域的科研工作者投放在光散射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色的關(guān)注較少，但由于其產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色顏色鮮艷，且不隨觀察角度的變化而變化，應(yīng)該引起研究者們的關(guān)注。

1.3 光衍射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色

在傳播過(guò)程中光遇到障礙物或者小孔，繞過(guò)障礙物邊緣偏離其原有軌道向前傳播的現(xiàn)象稱之為光的衍射。 從物理本質(zhì)上來(lái)看，光的衍射作用產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色也歸結(jié)于光的干涉作用，都是基于波場(chǎng)的線性疊加原理。 光衍射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色主要是通過(guò)衍射光柵等寬度的狹縫和等距離的突起排布對(duì)光的調(diào)制效果，且隨著觀察者觀察角度的變化，顏色也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。 由于鳥(niǎo)類羽毛上的鋸齒狀精細(xì)結(jié)構(gòu)就是一種天然的衍射光柵，但是由于鳥(niǎo)的羽毛表面變幻多端，給我們的仿生制備結(jié)構(gòu)色帶來(lái)了困難。

1.4 光子晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色

光子晶體是一種將折射率不同的兩種介質(zhì)周期性排列構(gòu)成的介質(zhì)材料。 由于其特殊的周期性排列結(jié)構(gòu)，光子晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)形成光子禁帶，某一波長(zhǎng)范圍的光不能在此介質(zhì)材料中傳播。 當(dāng)自然光進(jìn)入光子晶體中，特定波長(zhǎng)范圍的光在光子禁帶反射出去，并在晶體表面發(fā)生相干衍射，從而能夠顯示出明亮的結(jié)構(gòu)色，這種現(xiàn)象也叫做布拉格衍射[20]。 研究發(fā)現(xiàn)人工構(gòu)造的光子晶體結(jié)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)控微結(jié)構(gòu)的大小或者排列方式從而顯示出不同的色彩。 自然界中孔雀羽毛的羽枝表皮處的二維光子晶體結(jié)構(gòu)和廣西鳳蝶的翅膀處的二維光子晶體結(jié)構(gòu)[21]都是很好的天然光子晶體結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)構(gòu)生色紡織品的制備方法

在紡織領(lǐng)域，印染占據(jù)著不可或缺的位置，傳統(tǒng)印染工藝賦予紡織品顏色都是通過(guò)吸附染料進(jìn)行上染或者在織物表面固著顏料。 但是其工藝流程復(fù)雜，在整個(gè)加工過(guò)程中會(huì)消耗大量水資源，同時(shí)在加工過(guò)程中未上染的化學(xué)染料，添加的印染助劑會(huì)隨著廢水一起排出，使得傳統(tǒng)紡織印染行業(yè)具有高污染、高能耗、低資源利用率的缺點(diǎn)，成為“世界第五污染源”。 為緩解印染行業(yè)對(duì)環(huán)境的壓力，眾多科研工作者致力于研發(fā)新型染色技術(shù)或開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型染料，如超臨界流體染色、微懸浮體染色、提取天然染料用于紡織品染色[22-23]。 上述新型染色技術(shù)雖然能降低能耗，減少污染，但是仍然是化學(xué)染色。 結(jié)構(gòu)生色是一種采用物理原理獲得顏色的方法，具有長(zhǎng)期的抗化學(xué)變化引起變色的能力，將其運(yùn)用到紡織品，在織物上實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色彩，那么不僅可以獲得顏色鮮艷高品質(zhì)產(chǎn)品，還將大大改善紡織品的加工和環(huán)境，水污染問(wèn)題也將得到控制。 目前，人們通過(guò)學(xué)習(xí)自然界中結(jié)構(gòu)生色的模型與理念制備帶有結(jié)構(gòu)色的紡織品主要通過(guò)薄膜干涉與光子晶體結(jié)構(gòu)生色。

2.1 結(jié)構(gòu)色薄膜的制備

2.1.1 旋涂法

旋涂法即旋轉(zhuǎn)涂抹法，是一種常用的涂層方法[24]。 旋涂法可以分為兩種：一是直接將溶液滴到旋轉(zhuǎn)的基材上，液體快速揮發(fā)在基材表面成膜[25]，二是將溶液滴在靜止的基材上，再將基材快速旋轉(zhuǎn)起來(lái)，使得溶液均勻分布在基材表面，液體揮發(fā)成膜[26]。 旋涂法需要嚴(yán)格控制施加的液體濃度、旋轉(zhuǎn)速度、環(huán)境溫度、濕度等因素[27]，一旦控制不得當(dāng)，很難獲得理想的涂層。 2013 年，英國(guó)Peter Vukusic 教授課題組[28]模擬Margaritaria nobilis 植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，首先將聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜紡絲到硅晶片上，然后將聚異戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(PSPI)利用旋涂技術(shù)整理到PDMS 膜上形成雙層膜，最后將硅片與復(fù)合膜分離開(kāi)來(lái)，便可用于制備多層膜的結(jié)構(gòu)色仿生纖維。 這種方法雖然將旋涂技術(shù)與結(jié)構(gòu)生色結(jié)合起來(lái)，但是制備過(guò)程復(fù)雜、條件苛刻，無(wú)法大規(guī)模生產(chǎn)。

圖1 種子和纖維

2.1.2 磁控濺射法

磁控濺射技術(shù)是一種物理氣相沉積技術(shù)。 在濺射過(guò)程中，靶原子或分子幾乎可以沉積在所有基材表面大面積形成納米薄膜，并且可以通過(guò)控制濺射條件可以形成各種厚度的單層膜或者多層膜。根據(jù)結(jié)構(gòu)生色機(jī)理，通過(guò)磁控濺射技術(shù)沉積在織物表面形成的納米膜因薄膜干涉作用會(huì)形成結(jié)構(gòu)色，獲得結(jié)構(gòu)生色紡織品。 葉麗華等[29]采用磁控濺射法，在平紋滌綸白坯布上構(gòu)建了周期性排布的SiO2、TiO2薄膜，并且探討了磁控濺射工藝參數(shù)以獲得最優(yōu)的織物結(jié)構(gòu)色。 在此基礎(chǔ)上，袁小紅等[30]利用磁控濺射技術(shù)，在滌綸梭織物上構(gòu)建Ag與ZnO 的復(fù)合膜獲得結(jié)構(gòu)生色紡織品，研究發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合膜產(chǎn)生的顏色與ZnO 膜的厚度有關(guān)，通過(guò)控制濺射時(shí)間控制薄膜厚度得到了紫色、藍(lán)色、黃綠色和黃色的結(jié)構(gòu)色織物，同時(shí)沉積的復(fù)合膜也賦予了織物防紫外線、光催化降解甲醛的功能。 磁控濺射技術(shù)具備設(shè)備簡(jiǎn)單、高效、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，濺射過(guò)程不消耗水資源、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，還能賦予紡織品一些高附加值。 但由于靶材種類有限，多為金屬或合金，金屬膜易隨著時(shí)間氧化導(dǎo)致顏色發(fā)生變化。

圖2 (a)磁控濺射法制備結(jié)構(gòu)色織物的機(jī)理圖和(b)結(jié)構(gòu)色織物的光學(xué)照片[30]。

2.1.3 原子沉積技術(shù)

原子沉積技術(shù)是一種可以將物質(zhì)以單原子膜形式一層一層地鍍?cè)诨妆砻娴姆椒ā?原子沉積技術(shù)與化學(xué)沉積有所類似，雖然沉積速度慢，但是沉積層具有一致性且厚度均勻。 湖北大學(xué)王世敏教授和武漢紡織大學(xué)徐衛(wèi)林教授聯(lián)合指導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)[31]采用原子層沉積(ALD 技術(shù))在碳纖維表面沉積TiO2薄膜，通過(guò)控制碳纖維表面的薄膜厚度可以簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)顏色，制備出紅、黃、藍(lán)三種顏色的碳纖維。 雖然著色后碳纖維織物的機(jī)械性能有所下降，但其耐洗滌性能非常優(yōu)越，可以經(jīng)受高達(dá)50 次的洗滌。 上述原子層沉積技術(shù)可重復(fù)性好，可以進(jìn)行大面積鍍膜，結(jié)構(gòu)色牢度優(yōu)良，但是沉積材料的選擇十分有限，生產(chǎn)成本高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模使用。

吳赫，韓國(guó)音樂(lè)人，獨(dú)立樂(lè)隊(duì)hyukoh主唱兼吉他手，曾在中國(guó)生活，大學(xué)時(shí)期返回韓國(guó)，喜歡有境界、不過(guò)于刻意，且同時(shí)具有光明與黑暗面的東西，他認(rèn)為“音樂(lè)人不只是做音樂(lè)就好,包括專輯設(shè)計(jì)、MV、造型等整體風(fēng)格都須相當(dāng)契合”。

圖3 使用ALD 方法制造彩色棉織物的示意圖和在棉織物上沉積TiO2層的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理[31]

2.2 光子晶體材料的制備

光子晶體材料可通過(guò)平板刻蝕法、模板法、相分離法、膠體微球自組裝法等方法進(jìn)行制備。 其中，由于平板刻蝕法、模板法、相分離法等手段較為繁瑣、成本高、適用范圍窄，膠體微球自組裝法越來(lái)越受到科研工作者的青睞。 膠體微球自組裝法是膠體微球借助其自身之間的靜電斥力與范德華力，逐步由無(wú)序狀態(tài)向有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變，最終形成一種高度有序排列的結(jié)構(gòu)。[32-36]。 最開(kāi)始的膠體微球的自組裝主要包括重力場(chǎng)自組裝法和垂直自組裝法。近年來(lái)，研究者們又開(kāi)發(fā)了一些新型的膠體微球自組裝法，如電泳沉積法、表面涂覆技術(shù)。

2.2.1 重力場(chǎng)自組裝法

重力場(chǎng)沉積法是利用膠體微球在重力作用下沉積在基材表面，隨著液體的揮發(fā)自發(fā)在基材表面形成周期性的光子晶體結(jié)構(gòu)。 圖4(a)為重力場(chǎng)自組裝法的示意圖。 浙江理工大學(xué)的邵建中課題組[37]運(yùn)用重力場(chǎng)沉積法將SiO2微球沉積到滌綸織物表面構(gòu)造光子晶體結(jié)構(gòu)色，如圖4(b-h)所示，獲得的結(jié)構(gòu)色紡織品顏色鮮艷，隨著觀察角度的變化而變化。 重力場(chǎng)沉積法制備光子晶體結(jié)構(gòu)操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求甚少，但實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，僅能單面賦予基材顏色，難以精準(zhǔn)控制光子晶體的層數(shù)以及晶體表面形貌，樣品缺陷多。

圖4 (a)重力沉降自組裝示意圖和(b-h)通過(guò)該法制備的各種SiO2光子晶體結(jié)構(gòu)色[37]

2.2.2 垂直沉積法

垂直沉積法通過(guò)將基材置于膠體微球分散液中，膠體微球由于毛細(xì)作用隨著液體上升負(fù)載在基材表面，通過(guò)液體的揮發(fā)在織物表面組裝成規(guī)整的光子晶體結(jié)構(gòu)。 垂直自組裝示意圖如圖5(a)所示。 浙江理工大學(xué)邵建中課題組[37]采用重力沉積法將SiO2微球自組裝與滌綸織物表面，以獲得色譜齊全、顏色靚麗的結(jié)構(gòu)色，如圖5(b-h)所示。 該操作方法簡(jiǎn)單，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)要求，易于調(diào)控光子晶體層厚度，可用于制備高品質(zhì)的光子晶體結(jié)構(gòu)。 但是該方法對(duì)基材要求高，耗時(shí)長(zhǎng)，受環(huán)境溫度、濕度與實(shí)驗(yàn)裝置的防震性能等組裝條件影響大。

2.2.3 電泳沉積法

電泳沉積(Electrophoretic deposition，EPD)是一種電化學(xué)沉積方法。 目前，結(jié)構(gòu)色織物的制備也可采用電泳沉積技術(shù)，將待沉積的基團(tuán)作為電泳池的一極，再將電泳池中放置一塊鉑片作為對(duì)電極，將電泳池的兩極分別連接到原電池上，在外加電場(chǎng)的作用下，帶電荷的膠體粒子作定向移動(dòng)，沉積到基材表面形成結(jié)構(gòu)色層[27]。 蘇州大學(xué)張克勤課題組[38]通過(guò)電泳沉積技術(shù)，在碳纖維表面分別沉積不同粒徑聚苯乙烯(PS)微球成功制備出紅、綠、藍(lán)等單一顏色的結(jié)構(gòu)色纖維，研究發(fā)現(xiàn)還可通過(guò)控制沉積時(shí)間與外加電場(chǎng)的電壓調(diào)控光子晶體層厚度制備出不同粗細(xì)的結(jié)構(gòu)色纖維。 電泳沉積法制備結(jié)構(gòu)色纖維適用范圍較窄，不適用于帶弱電或不帶電荷的膠體粒子，并且在去除外加電場(chǎng)后，表面微球有脫落的趨勢(shì)。

圖5 (a)垂直沉積法示意圖和(b-h)通過(guò)該法制備的各種SiO2光子晶體結(jié)構(gòu)色[37]

圖6 計(jì)算機(jī)建模的纖維表面和截面圖片

2.2.4 表面涂覆技術(shù)

表面涂覆技術(shù)是在材料表面涂覆一層新材料的技術(shù)。 楊丹等[39]將魔芋葡甘聚糖纖維為基底，先將其垂直浸入SiO2膠體微球分散液中，采用提拉法在表面涂覆了一層SiO2膠體微球涂層，制備出一種力學(xué)性質(zhì)良好的結(jié)構(gòu)色纖維。 蘇州大學(xué)張克勤課題組[40]借鑒工業(yè)上制備光纖的方法，普通的提拉機(jī)進(jìn)行改造，通過(guò)該裝置中的轉(zhuǎn)軸將纖維自上而下通過(guò)裝有納米微球分散液的容器中，當(dāng)纖維表面液體揮發(fā)后，膠體微球完成自組裝形成光子晶體結(jié)構(gòu)層，高效且快速地制備出具備結(jié)構(gòu)色的纖維。 通過(guò)調(diào)控涂覆速度還可改變纖維表面微結(jié)構(gòu)的排列，使得光子晶體結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷Ч庾泳w結(jié)構(gòu)。表面涂覆技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)快速制備大批量結(jié)構(gòu)色材料，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)涂覆速度在一定程度上控制光子晶體層數(shù)，達(dá)到理想的光學(xué)性質(zhì)，為制備結(jié)構(gòu)色織物提供了一種新的思路。

圖7 (a-c)呈藍(lán)色、綠色、紅色的結(jié)構(gòu)色紗線；(d)三種涂覆的紗線具有不依賴角度的結(jié)構(gòu)色；(e)三種紗線分別對(duì)應(yīng)的反射光譜圖[40]。

3 結(jié)構(gòu)生色紡織品的應(yīng)用前景

傳統(tǒng)的印染技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染極其嚴(yán)重，不僅大量浪費(fèi)水資源，處理產(chǎn)生的廢液也會(huì)花費(fèi)巨大的人力物力。 結(jié)構(gòu)生色紡織品，由于在著色過(guò)程中沒(méi)有色素或者染料的參與，不存在褪色現(xiàn)象，無(wú)需耗費(fèi)大量水資源進(jìn)行漂洗的同時(shí)也避免了富含的色素、染料與印染助劑的廢水排放造成的資源浪費(fèi)，為生態(tài)綠色染整提供新思路。

相較于傳統(tǒng)的著色劑，這些完全由結(jié)構(gòu)賦予紡織品顏色的方法，具有顏色永不褪色、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，可作為一種新型著色劑，在紡織品染整、涂料、印刷等方面有非常廣泛的應(yīng)用前景[20，41，42]，這對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色健康的生活具有重要的意義。 外界環(huán)境因素，如酸堿性、濕度、溫度、應(yīng)力等，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)生色紡織品中特殊的周期性物理結(jié)構(gòu)有一定的調(diào)控作用，由此隨外界環(huán)境因素的變化產(chǎn)生不同顏色的結(jié)構(gòu)色。 這種利用外界環(huán)境因素變化在可見(jiàn)光范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)控顏色的技術(shù)，為傳感器方面[43-44]，濕度、溫度、酸堿度探測(cè)設(shè)備[45]的發(fā)展提供了新的思路。 此外，還可利用光散射中光強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)生色的影響以及結(jié)構(gòu)色對(duì)觀察角度的依賴性，對(duì)隱身材料的制備提供了一種新思路[46]，例如基于光子晶體結(jié)構(gòu)制得的結(jié)構(gòu)色纖維可用做鈔票真?zhèn)螛?biāo)志[41]。

隨著對(duì)結(jié)構(gòu)生色材料研究的進(jìn)一步深入，結(jié)構(gòu)生色紡織品會(huì)走進(jìn)千家萬(wàn)戶，占據(jù)紡織品著色領(lǐng)域的半壁江山。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)生色材料的研究不過(guò)短短幾十年，在紡織領(lǐng)域的運(yùn)用取得了巨大的進(jìn)展，但其中有很多關(guān)鍵性的技術(shù)問(wèn)題有待解決，距離大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)還有很大差距。

(1)加強(qiáng)提高結(jié)構(gòu)色紡織品的色牢度方面的研究。 目前大部分結(jié)構(gòu)生色紡織品顏色穩(wěn)定性不佳，尤其是其耐洗滌牢度、耐摩擦牢度較差。 目前可通過(guò)在制備過(guò)程中添加一些成膜性好的助劑，如絲素溶液、PVA，或者添加一些粘附性好的物質(zhì)，如多巴胺及多酚提高織物表面微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但是在提高顏色穩(wěn)定性的方面還有很大的研究空間。

(2)加強(qiáng)制備具備功能性結(jié)構(gòu)生色紡織品方面的研究。 自從人類發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)生色以來(lái)，研究成果多為如何獲得結(jié)構(gòu)生色材料，但是由于其表面基團(tuán)的匱乏，與功能性相結(jié)合獲得功能性的結(jié)構(gòu)色紡織品的研究不是很多。 今后應(yīng)注重結(jié)構(gòu)生色紡織品抗菌、防紫外線性能、電磁屏蔽性能等性能方面的研究，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

(3)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)生色紡織品的服用性能。 紡織品在獲得顏色的同時(shí)還要兼具良好的手感和潤(rùn)濕性能。

(4)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)生色原料的研發(fā)。 目前制備結(jié)構(gòu)生色材料的原料有限，拓寬結(jié)構(gòu)生色原料的選擇范圍也是未來(lái)的關(guān)注重點(diǎn)。