随着经济社会的迅猛发展,能源短缺、环境污染、温室效应等现象日渐凸显,因此节能减排、保护环境越来越受到关注。纸张作为传统的显示媒介,给人们生活带来便利的同时,其制造使用过程中也带来诸多的能源与环境问题。可重复擦写/打印纸由于可以实现纸张的循环使用,一定程度上能够缓解上述问题,因此近年来许多研究围绕开发可重复擦写纸而展开。可重复擦写纸的核心是刺激响应变色材料,这类材料在水、光、热、力、电等外加刺激下能发生明显的可逆颜色变化过程。其中基于水刺激响应变色材料的可重复擦写纸具有低成本、低毒害、与现有喷墨打印技术相兼容等多项优势,是实现可重复擦写的理想选择。但水致变色可重复擦写纸的实际应用目前处于初步发展阶段,许多问题还需解决。因此,优化和改进水致变色材料具有重要意义。它不仅能推动现有材料的实际应用进程,又能为可重复擦写材料提供新思路与新方法。在第二章中,为降低基于噁唑啉水致变色染料的水致变色材料的成本,推进其实际应用进程,我们受生命体系中胃在微环境改变下能发生逆浓度梯度的质子释放过程的启发,探索将噁唑啉染料的开环结构前体直接应用于制备水致变色材料。我们分别于溶液中和固体基质上探究了微环境促使噁唑啉开关分子的氢卤酸盐前体(ROF~+X~-s)发生逆质子浓度梯度释放质子,并伴随分子关环的过程。实验结果表明环境的亲核性与溶液的浓度在上述过程中起重要作用。我们利用微环境导致逆质子梯度关环这一性质,将噁唑啉氢卤酸盐替代其碱化产物-噁唑啉分子的关环形式(RCFs)应用于喷水打印可重复擦写纸(WJRP)中。同时也探究了制备溶剂以及制备温度对基于ROF~+X~-s的WJRP的水致变色效果的影响,并与基于RCFs的WJRP做比较。结果表明前者在显色深度、显色速度、字迹保留时间方面均占优势。通过喷水打印可以在基于ROF~+X~-s的WJRP上呈现清晰、精细、高分辨率的图像。从工业化合成制备的角度看,该工作所提出的用水致变色染料前驱体代替终产物的方法使合成步骤得到简化,进而有效降低了生产成本,推动基于噁唑啉衍生物的WJRP的工业化进程。在第三章中,为解决物理吸附的制备方式使WJRP的水致变色性能和应用的的可调节性受到限制的问题,我们尝试将水致变色染料以化学接枝的方式修饰到纤维素上,再由接枝微纤维来构筑WJRP。这种“自下而上(buttom-to-up)”的构筑方式可能会增加WJRP性能的可调节性,并有望扩展其应用领域。我们将修饰有羧基的水致变色染料结构通过酯化反应的方式接枝在纤维素上,通过SEM、FTIR、元素分析的表征方式证实了接枝反应的进行。在对接枝微纤维在不同环境条件下染料分子的开关环状态和接枝微纤维水致变色性质等方面进行了详细探究的基础上,通过对接枝微纤维间的超分子相互作用进行调节使接枝微纤维应用于WJRP。之后考察了基于接枝微纤维的WJRP的水致变色性质,结果表明化学接枝的染料负载方式使WJRP的显色深度加深,颜色保留时间延长,说明WJRP的水致变色性质得到调节。这种构筑策略为调节水致变色材料的性能以及拓展水致变色材料的应用提供了新的方法和思路。