聚苯乙烯基凝膠光子晶體的制備.pdf

1、光子晶體(photonic Crystal)是一種介電常數(shù)可以周期性調(diào)制的結(jié)構(gòu)，是在二十世紀(jì)八十年代末發(fā)展起來的一種全新的功能材料。介電常數(shù)不同的介質(zhì)材料在空間中作周期性排列，可以改變在其間傳播的光的性質(zhì)。近年來，利用膠體晶體自組裝性質(zhì)與水凝膠的傳統(tǒng)應(yīng)用相結(jié)合制成的凝膠光子晶體在藥物釋放、光學(xué)開關(guān)、金屬探針、生物傳感器等新應(yīng)用方面的研究蓬勃發(fā)展，在新材料開發(fā)及臨床應(yīng)用等方面取得巨大進(jìn)展。
　　 本論文主要通過選擇制備方法和控制工

2、藝條件，制備了兩種光子晶體的組成單元-單分散聚苯乙烯微球和聚苯乙烯/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸復(fù)合微球。主要研究內(nèi)容包括以下兩個部分：
　　 第一部分，系統(tǒng)完整地考察和總結(jié)了聚苯乙烯的合成方法、合成路線、合成配方和反應(yīng)條件，確立了適用于本實(shí)驗(yàn)室的單分散聚苯乙烯微球的制備方法，得到了高圓度、窄粒徑分布的單分散聚苯乙烯微球，能夠滿足形成可見光波段膠體晶體的要求。然后，對于制備的單分聚苯乙烯微球，采用垂直沉積法自組裝成面心立方晶體

3、周期性結(jié)構(gòu)。利用光纖光譜儀研究了面心立方膠體晶體的不完全光子帶隙效應(yīng)，利用場發(fā)射掃描電鏡觀察了膠體晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和缺陷情況。通過反射光譜圖和掃描電鏡照片判斷、確定和優(yōu)化了乳液聚合法主要制備工藝參數(shù)。最后，采用毛細(xì)力滲透法對聚苯乙烯微球組裝的模板表面填充了含有2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸功能單體的前驅(qū)液，待前體溶液交聯(lián)聚合后，用溶劑溶解法除去模板后制得帶有磺酸基功能基團(tuán)的反蛋白石結(jié)構(gòu)凝膠光子晶體。該反蛋白石結(jié)構(gòu)凝膠光子晶體表現(xiàn)出鮮艷的結(jié)

4、構(gòu)顏色，保持了長程有序的周期性結(jié)構(gòu)，并對Ca2+具有較強(qiáng)的吸附性，且Ca2+的吸附量隨著2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸功能單體含量的增大而增大。
　　 第二部分，利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸對聚苯乙烯膠體晶體進(jìn)行改性。采用濕化學(xué)方法，建立了在聚苯乙烯微球表面包覆功能單體的方法，優(yōu)化了單分散聚苯乙烯/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸微球的制備方法。掃描電鏡表征結(jié)果表明，單分散聚苯乙烯/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸微球的粒徑分