基于金屬有機(jī)骨架薄膜的蛋白石和反蛋白光子晶體傳感器制備.pdf

1、在自然界中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，材料具有多組元、多層次尺度結(jié)構(gòu)。人類利用人工合成的手段來(lái)構(gòu)建這類材料并賦予這類材料所需的功能，這一直是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。
　　光子晶體是具有周期性折射率排列的材料，蛋白石和反蛋白石光子晶體作為三維光子晶體，由于其本身結(jié)構(gòu)能夠與光發(fā)生相互作用，導(dǎo)致布拉格衍射，形成了光子帶隙。蛋白石光子晶體通過(guò)微球自組裝得到微球的有序性排列，反蛋白石光子晶體是以蛋白石光子晶體為模板得到相互貫穿的孔結(jié)構(gòu)。由于光子晶體本身

2、的光學(xué)特性使其成為理想的構(gòu)建新型化學(xué)生物傳感器的材料。另一方面，金屬有機(jī)骨架材料是一種新型、制備過(guò)程簡(jiǎn)便、具有氣體吸附功能的多孔性材料，金屬有機(jī)骨架材料與蛋白石和反蛋白石光子晶體結(jié)合，將光子晶體表面功能化，構(gòu)建了具有氣體吸附功能的復(fù)合型材料。這種復(fù)合型材料由于金屬有機(jī)骨架材料吸附氣體導(dǎo)致折射率發(fā)生變化，影響光子帶隙中心波長(zhǎng)。目前，這種材料仍處于初步研究的階段，還未得到實(shí)際應(yīng)用，因此具有很大的研究?jī)r(jià)值。
　　本文以光子晶體技術(shù)和金屬

3、有機(jī)骨架技術(shù)為平臺(tái)，制備了六種基于金屬有機(jī)骨架材料的光子晶體傳感材料。結(jié)果表明:(1)制備的蛋白石和反蛋白石光子晶體具有較好的光學(xué)性能，與光相互作用展現(xiàn)出鮮明的色彩，它們的反射譜具有明顯的反射峰，表征顯示光子晶體具有良好的三維有序性。(2)在蛋白石和反蛋白石光子晶體結(jié)構(gòu)表面生長(zhǎng)金屬有機(jī)骨架材料，光學(xué)和形貌表征表明了光子晶體上附著了一層均勻致密的金屬有機(jī)骨架薄膜，光子晶體與薄膜之間具有良好的結(jié)合力，而這種復(fù)合材料仍然具有光子帶隙性能。(3