传统纺织品染色主要依赖于化学染料，依靠分子结构生色的化学染料极易在强紫外、高低温、强酸碱等恶劣条件下发生褪色或掉色，环境稳定性差，难以满足极端环境下的色彩需求。因此，亟需开发新型着色策略以构建颜色持久、稳定的高性能纺织品。

受自然界中生物体稳定光-机械多功能性启发，武汉纺织大学徐卫林院士团队从废弃纸浆板中提取纤维素纳米晶作为功能光子染料，通过一步组装方法，大规模制备极端环境稳定的米级光子织物。

研究人员选用表面具有特殊地形结构的纺织品为基材，借助微模板技术，将纤维素手性光子结构原位镶嵌在织物表面，一步组装形成微纳多尺度光子结构；多级光子结构间协同产生光学耦合增强效应，保证了织物表面明艳的结构色着色效果。

通过引入增塑剂，确保纤维素纳米晶沿纺织品表面进行保形自组装；此外，增塑剂作为“连接桥”，促使形成一体化互锁连续多层次结构，此结构确保了光子结构涂层与纺织品基材间的无缝连接，以及光子织物良好的力学强韧性。

基于纤维素纳米晶手性光子结构敏感的湿度刺激变色响应性，所制备的光子织物可直接用于无墨水印刷，实现纺织品表面多彩图案化；且图案化的光子织物对多种刺激（包括手性偏振光、角度和有机溶剂）具有高度响应性。

得益于纤维素纳米晶光子结构的稳定性，该光子织物表现出优异的耐极端环境稳定性，在高低温（130℃，-196℃），强酸碱、强紫外辐射及有机溶剂等处理后，仍保留良好的光-力学性能。

该研究通过在纺织品表面原位镶嵌多尺度光子结构，制备了在极端环境下兼具良好光-力学性能的光子织物。这种光子结构着色有望解决传统化学色稳定性差的弊端，为极端环境下（如外太空）的色彩应用需求提供新策略。相关成果以《Hierarchical Assembly of Patternable Chiroptical Biotextiles with Extreme Environment Stability》为题发表在ACS Nano上。