果蔬纤维素，竟能做成眼影中的亮片？而且颜色之绚丽丝毫不输人造品。
动图|天然果蔬纤维素做成的亮片
“一开始材料是透明的看不到颜色，所以我觉的很沮丧。而下面这张照片，正是我们第一次做出颜色的照片。相关论文的第二作者梁欣伶表示[1]。
图|第一次做出颜色的材料照片
11月11日，相关论文以《大规模制造结构有色纤维素纳米晶体薄膜和效果颜料》为题，发表在《自然·材料》期刊上。
图|相关论文
“来自水果盘的天然闪光片
研究中，剑桥大学工程系梁欣伶和该校化学系团队发现出一种方法：从植物、水果和蔬菜细胞壁的主要组成部分——纤维素中，提取并制造出一种全新环保发光材料，其具备无毒、可持续、可生物降解等优点，并能和原始发光材料一样闪闪发光。
动图|天然果蔬纤维素做成的亮片
据了解，该团队多年来一直致力于从木浆中提取纤维素，并将其转化为有光泽、色彩丰富的材料，以用于替代油漆和化妆品等众多消费品中使用的有毒色素，在相应技术上已有较多积累。
据介绍，这种发光材料由纤维素纳米晶体制成，发光原理在于通过层状纳米结构与结构尺寸相应的可见光波长段产生绕射效应，从而产生闪亮的颜色。
类似现象也存在于大自然中，比如蝴蝶翅膀和孔雀羽毛都会发出光彩，即便经历一百年也不会褪色。举例来说，巴西大蓝闪蝶的翅膀本身是无色的，但它利用鳞粉特殊结构即可反射自然光，借此可表现出湛蓝的金属光泽。
上的三个小瓶里，包含着一组光子纤维素纳米晶体粒子，它们分散在三种不同的溶剂中：水、乙醇和乙醇。所有瓶子里的粒子都是相同的，之所以有颜色差异是因为水会引起粒子结构膨胀，因此会带来颜色上的差异性。
水分含量越高，纳米结构的膨胀越大，反射更_波_的可_光，因此粒子颜色也会随之发生变化。如下图，这是对发光材料的更大角度的特写，在一块玻璃载玻片上，在高照明灯光之下，金色的片状物闪闪发光。
用卷到卷技术进行制备大规模
研究中面临的挑战是控制实验条件，以便可同时管理所有的物理-化学作用，从而将成品尺寸从实验室制造的厘米级扩展到工业用制程的米级，最终实现大规模生产。
在该研究中，借助商用卷到卷的涂层单元上，他们研发出了这款商用纤维素纳米晶体悬浮液。并通过优化自组装过程的涂层参数，在整个可见光谱中制造出具有可调颜色的一米尺度的结构彩色薄膜。
随后，他们证明了这些结构彩色的卷到卷铸膜，可被加工成生动的、水稳定的光子纤维素纳米晶体微粒，从而能作为一种可持续效果颜料或闪光片。
具体来说，使用中试尺度的卷到卷涂层单元，可生产出大面积的光子纤维素纳米晶体薄膜和颗粒，其中纤维素纳米晶体水悬浮液沉积之后，并在移动的聚合物衬底上干燥和分层之后，可被加工成结构彩色的纤维素微粒。
该过程可分为几个关键步骤：首先，在薄网中心部分进行电晕放电以便激活表面，借此还可增加疏水聚对苯二甲酸乙二醇酯涂层基板的表面能，从而促进低粘度纤维素纳米晶体水悬浮液的润湿。
这一步也可让悬浮液钉固下来，从而将其限制在薄网的亲水疏水边界内，并防止悬浮液在沉积区域外不受控制的流动。然后，通过一个在线槽模具，来实现数控悬架的沉积，并对涂层进行连续性控制。
在沉积之后，涂层网可在静态环境下得到干燥，也可通过卷到卷路径，通过热空气干燥器来缩短干燥时间。使用空气干燥器的好处在于，后者可实现一个逐步连续的沉积过程。
下图显示了在环境条件下，通过静态干燥获得的黑色苯二甲酸乙二醇酯网上的红色、绿色和蓝色纤维素纳米晶体薄膜的例子。
此外，还可使用刀片从网上剥离薄膜，从而获得独立的薄膜。这种数控薄膜可以经过热处理，研磨削和尺寸分选，产生结构颜色的颗粒，从而应用于闪光颜料。
如图，这张照片显示了一层纤维素纳米晶体薄膜，它被成功地从其基底上剥离，并被放置在黑色背景上。
作为原料的纤维素材料，也可在市面上购买到，经过优化步骤即可转化为合适的液体悬浮液，研究中该团队展示了连续沉积的含有纤维素的悬浮液。
在大规模制备出纤维素薄膜后，该团队把它们磨成用于制造闪光剂或效果颜料的颗粒。研究中，梁欣伶主要负责大面积生产制造，即使用相关生产方法去进行量产化。
图|梁欣伶
通过优化纤维素溶液和涂层参数，该团队已实现完全控制该纤维素纳米颗粒自组装过程，可在机器上以卷对卷的方式生产该材料，相关工艺也和现有工业规模机器兼容。
梁欣伶表示，研究中使用纤维素的纳米颗粒，基本都可以在市面上买到。把它融在水里，然后用机器把它做成大面积材料。此前这类研究通常只制造小面积材料，比如几十公分的面积，不足以进行商用。
使用比较工业化的机器，做成比较大面积的，从而节省生产成本。使用纤维素制备的纳米晶体薄膜，可以卷对卷的方式进行大规模制造，就像用木浆造纸一样。据悉，这也是该材料首次以工业规模被制造出来。
由于已实现量产，以前在实验室制备该材料，涂布一米需以小时计，且无法做下游连续式制程，而做出同样产量该团队只需一分钟或更短。传统的亮片材料会用到塑胶和铝片，对生物环境和海洋有很大的污染。假如不使用合成塑胶，如目前坊间号称的生物性亮片，为了达到亮度，通常使用云母来增加光的反射性。
云母是很稀缺的矿产，提取往往发生在发展中国家，其生产过程可能仍然存在依赖剥削劳工、甚至雇佣童工等问题。传统上，必须在高达800°C的温度下加热，色素矿物才能形成色素颗粒。
考虑到全球都在产生矿物效应色素，因此会给地球带来极大的污染。而此次使用材料，它本身的反射性很强，被光一照就会很亮，光彩度足以满足商业需求。同时，它又是自然界的植物材料，无需添加任何其他物质。
化妆品行业有望被彻底改变
该研究要解决的问题在于，很多化妆品和玩具都会用到闪光粉，常见闪光粉除了不容易清洗，还会危害健康。卸妆之后，它会以各种方式进入土壤和海洋，进而加剧地球污染水平。
要知道它由不可降解材料制成，因此并不具备可持续生产能力，故会带来塑料污染。近年来，随着人们环保意识的提高，大家也开始意识到，尽管闪光片很有趣但也确实对环境有害。而材料环保正是该研究的最大出发点，该材料来自大自然，对环境的伤害非常小。
不过，此前学界研究这种高性能材料已有二三十年，此前一直没有办法把它大面积量产化，而该研究真正实现了可大量制备。并且，该团队利用自组装技术，来让纤维素产生色彩绚丽的薄膜，这种材料可替代化妆品中常用的的塑料闪光颗粒和微小矿物效应颜料。以研究人员所在的欧洲为例，每年欧洲化妆品行业要使用约5500吨塑料微粒。
该材料除了更环保，还可做到在水溶性和非水溶性之间做选择。原始材料会融在水里，如果给它加热，就会变成非水溶性。此前，市面上有些化妆品材料比如眼影，使用时有时搞得哪里都是，而且还洗不掉。而这类材料可被快速用热水清洗掉，无需使用其他卸妆品。现在该团队使用的机器还是比较小，并不算是真的商业化机器。未来，他们将考虑研发新的生产机器。
目前，一些欧洲知名化妆品公司已与该实验室探讨此次成果的落地应用。该团队计画创办一家公司专门孵化本次成果，并已申请到相关专利。
他们相信，通过提供这种完全可持续的、可生物降解的素食色素和亮片，化妆品行业有望被彻底改变。虽然这一过程还需要优化，但该团队计划于近期成立一家公司，扩大合作，以便在未来将这种闪光材料商业化，将该材料带进寻常百姓家。
-End-
支持：周静昕
参考：
爱美之心，人皆有之，尤其是小孩，对美的追求更是单纯。如今，市面上出现了各种各样的儿童化妆品玩具，很是受儿童喜爱，从几元的单品到几百元的套装都有，他们对外宣称自己的化妆品是儿童专用化妆品，是纯天然的、无毒无害的，但是真的如此吗？那么接下来我们探讨一下儿童化妆品玩具是否有毒，儿童化妆品是否可以画在脸上。
首先，俗话说“便宜没好货”。看到那些标价几块钱十几块钱的指甲油、眼影、口红，相信大家都会有点心动，很多女孩子小时候也因为臭美偷偷买过几瓶5毛钱的指甲油来涂，说实话，那些指甲油散发的味道真的一言难尽。我们换个角度想想，这些化妆品为何会如此便宜？因为成本低啊！这部分成本比较低的化妆品，质量基本都是没有保障的，大多数含有大量有毒物质，或者存在重金属超标问题。
虽然说，皮肤是人体免疫系统的第一到防线，但它的免疫功能是相对的，有毒物质还是会通过皮肤进入人体。而且小孩的皮肤是比较脆弱敏感的，尤其是脸上的皮肤，这些有毒物质会通过孩子们脸上的皮肤渗入到他们体内，会影响孩子们的健康。所以还是建议不要买儿童化妆品给孩子玩，非必要的时候我们最好也不要给小孩使用化妆品。产品质量合格的儿童化妆品可以画在脸上，但是不建议每天都画，在有必要的时候使用一两次还是可以的。
说到闪粉大家应该是比较熟悉的，在一些服饰上能看到，当然闪粉也是玩具，很多孩子喜欢撒着玩，市面上有些闪粉是有毒的，让家长比较担心。其实闪粉是可以自己做的，制作方法也比较简单。那么自制儿童闪粉、怎么制作，儿童自己怎么做亮粉？下面给大家详细解答这个问题。
自制儿童闪粉或者亮粉方法是这样的，仅供参考：
做法一：
1、准备糖果纸、剪刀、不同颜色的扭扭棒、胶水、杯子。
2、先把糖果纸剪碎，注意要剪的很碎，再把扭扭棒也剪下一些碎末。
3、然后把胶水倒在杯子里，加入少量的水，再把剪下来的碎末都倒进去，再倒入玻璃瓶里，盖上盖子，上下摇晃，好看的闪粉就做好了。
做法二：
1、准备塑料袋、蜡笔、颜料、眼影粉和杯子。
2、先在杯子里加入眼影粉和颜料，然后搅拌均匀后倒入密封袋中。
3、再把蜡笔弄碎，再和眼影粉一起搅拌后倒入密封袋里，再加入颜料，搅拌均匀，亮粉就完成了。
家长要注意，儿童做闪粉的时候，一定要在旁边看着，这样也能避免出现意外的情况。
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