仿生光子晶体结构生色作为一种绿色环保的织物着色方式,受到了国内外学者的广泛关注。但是,人工构筑的光子晶体结构中难免存在的裂纹、缺位等缺陷以及背景杂光均会干扰结构色的禁带光,削弱其反射强度,白色纺织品上的光子晶体结构色的鲜艳度下降尤为显著。基于此,本论文通过负载黑色染料到纳米微球表面制备负载染料型结构基元及相应的结构生色墨水,以喷印自组装方式,实现在白色基材上构筑具有良好生色效果的光子晶体结构。本论文研究内容包括以下三方面:(1)设计和制备负载染料型光子晶体结构基元,研究结构基元的表面形貌、单分散性、粒径分布、带电性和稳定性等;(2)调控负载染料型结构生色墨水的组成,提出有效抑制“咖啡环”的方法;(3)研究负载染料型结构生色墨水在纺织基材上喷印自组装的过程,提出改善纺织基材上结构色光子晶体结合牢度的方法。研究结果表明:(1)通过活性黑染料和PSt纳米微球之间的静电吸附作用,制备外表面吸附染料型结构基元。该结构基元水合粒径在240-310 nm范围,具有良好的球形度和单分散性,活性染料在固(微球表面)液(微球乳液)两相中的吸附基本符合Langmuir型吸附模型;(2)采用分散黑染料通过热溶胀法对聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸)(P(St-BA-MAA))纳米微球进行染色,再利用种子乳液聚合法包覆种子乳液,通过调控种子乳液固含量、单体St、MAA和引发剂APS制备内部包覆染料型结构基元。该结构基元水合粒径介于185-314nm,具有良好的球形度和单分散性;(3)通过调控染料用量、墨水表面张力和pH值等指标,并添加适宜的“咖啡环”抑制剂二乙二醇,可配置喷印效果优良的负载染料型结构生色墨水;(4)采用喷印自组装技术,可在白色纺织基材上构筑规整的三维面心立方(FCC)型光子晶体结构。在喷印自组装过程中,结构基元从气-液体界面开始组装,墨滴中边缘处溶剂的蒸发速度比中间区域要快,在纺织基材表面经历一系列遵循蓝移规律的颜色变化后,会在织物上获得均匀亮丽的结构色,具有虹彩效应;(5)通过在内部包覆染料型结构生色墨水中引入自交联单体NMA,实现喷印自组装过程中的自交联固化,有效提高纺织基材上结构色光子晶体的结合牢度。