用彩色晶体监测湿度

Colourful crystals monitor humidity

中国化学家发明了一种可以根据周围空气湿度变化改变颜色的材料。传统的湿度传感器需要电力，而这种新型技术采用一种简单的高分子光子类晶体凝胶传感器，会有广阔的应用前景。

光子材料由介电常数高低不同的材料交替排列组成—这种纳米结构会影响该种材料中光的通过。在珍贵的蛋白石中可以观察到这一颜色变化的过程，蛋白石是一种天然的光子水晶。 

研发一种湿度敏感光子材料的关键是进行纳米结构设计。中国科技大学的宋延林领导的科研小组，使用一种苯乙烯类高分子来制作150纳米的微球。这种微球随后被浸泡在丙烯酰胺溶液中，并经过紫外处理以激发高分子聚合反应。 

这一处理的结果是制作出一种“合成蛋白石”，这是一种能对空气中湿度做出响应的光子晶体凝胶。“当湿度增加或减少，聚丙烯酰胺发生膨胀或皱缩，会松弛或收缩微结构，”宋延林解释说“其结果就是，凝胶对湿度做出了响应。” 

加州大学河畔分校的颜色改变光子晶体专家Yadong Yin说：“尽管采用凝胶来控制胶状晶体的光学属性并不是一种新的研究思路，但这篇文章中提到所建立的系统具有一个巨大的优势，即它能够在整个可见光谱的范围内进行调节， 而且这种调节是完全可逆的。” 

湿度控制对工业生产的许多领域都非常重要，比如在食品和电子工业中，需要通过湿度控制来避免有害的浓度变化。研发既经济又精确的湿度传感器在这一领域应用非常有用。

目前，研究小组仍在继续发展这一技术，并希望研发其他不同的检测器用于对空气中煤气泄漏以及毒物的监测。

Lewis Brindley