易分散、良容性新型光限幅材料的制備與研究.pdf

1、隨著激光技術(shù)在工業(yè)，醫(yī)學(xué)，軍事等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，特別是激光武器正式投入裝備以來，激光防護技術(shù)和材料的研究成為了我國必須高度重視和快速發(fā)展的一項研究課題。在各種激光防護材料之中，基于三階非線性光學(xué)原理的材料有著最為突出的性能。但目前研究的無機防護材料，由于其納米顆粒具有很強的團聚傾向，在溶劑中分散不均勻；而在有機防護材料體系中，含有大共軛或剛性結(jié)構(gòu)的材料居多，導(dǎo)致其溶解性較差，這些都直接影響了材料的成膜及器件化，導(dǎo)致其無法走向?qū)嶋H應(yīng)用。因

2、此本論文從探討新型易分散、良溶性激光防護材料角度入手，分別制備了有機/無機納米復(fù)合材料、金屬納米雜化材料、微膠囊包裹納米材料和有機材料，這幾類材料均具有良好的溶解性、分散性和光限幅性能，為材料的成膜、器件化及實際應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
　　 本論文主要工作如下：
　　 (1)首次報道了通過斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合法(RAFT)和Au-S成鍵的方法，制備了具有良好單分散性且粒徑均一的Au-PAVS(聚9-(4-乙烯基苯乙烯基)蒽)二聚體納

3、米顆粒。在制備了親水改性后的(聚9-(4-乙烯基苯乙烯基)蒽)的微球后，將金納米顆粒與(聚9-(4-乙烯基苯乙烯基)蒽)微球表面的巰基鍵合，然后在THF中將(聚9-(4-乙烯基苯乙烯基)蒽)微球分散，以這種國內(nèi)外還未見報道的方法制備了二聚體納米顆粒。所制備的顆粒在粒徑和形態(tài)等方面都有著較好的均一性，單分散性，為制備具有光限幅性能的薄膜和器件創(chuàng)造了良好的應(yīng)用前景。經(jīng)過光限幅測試表明，這種有機/無機納米復(fù)合的二聚體納米顆粒具有與酞菁鋅相近的

4、光限幅性能，當(dāng)入射光強由0.3 J/cm2線性增加至6 J/cm2時，二聚體溶液的透過率隨入射光強增加迅速降低，最終降至30％。通過泵浦測試可以發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)生光限幅機理是基于納米材料的激發(fā)態(tài)吸收。
　　 (2)以半RAFT法制備了聚9-(4-乙烯基苯乙烯基)蒽-乙二醇兩親性嵌段聚合物，通過自組裝的方法成功包裹了溶解性較差的酞菁鋅、卟啉以及C60等物質(zhì)，形成了三種新的光限幅材料，在水中均具有很好的分散性。包裹體系的水溶液均具有與原來

5、酞菁鋅、卟啉以及C60相近的光限幅性能，經(jīng)過包裹后的酞菁鋅樣品當(dāng)入射能量達到6J/cm2時輸出能量為1.3 J/cm2。相對于普通酞菁鋅樣品降低了近四成。被包裹的卟啉的輸出能量則比未包裹的降低了16.7％。而原來不溶于水的C60經(jīng)包裹后在水中也具有了在甲苯中相近的光限幅性能。由于在包裹后，三類物質(zhì)都具有良好的分散性、易溶性，為實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　 (3)通過以金、銀納米顆粒和不同形態(tài)的FePt和Fe2O3的納米材料作為構(gòu)建

6、材料，分別制備了FePt-Au和Ag-Fe2O3雜化納米結(jié)構(gòu)體，F(xiàn)ePt-Au由FePt納米線和金納米顆粒構(gòu)成，Ag-Fe2O3則由Fe2O3和銀納米顆粒構(gòu)成。通過研究表明，雜化納米結(jié)構(gòu)可以通過原料形態(tài)和前軀體的狀態(tài)來控制，通過利用納米線，納米棒及納米微球等形態(tài)，還可實現(xiàn)多種其他納米雜化結(jié)構(gòu)材料的制備。該方法所制備的納米雜化結(jié)構(gòu)體具有粒徑均一，形態(tài)規(guī)整的特點，在溶液中也具有良好的分散性。同時通過將不同的納米材料進行雜化，在國內(nèi)外首次研究

7、了它們的光限幅性能，利用Au與FePt，Ag與Fe2O3在非線性光學(xué)性能上的互補性，使雜化材料具有良好的非線性光學(xué)性能和光限幅性能。如，F(xiàn)ePt-Au隨著入射光強度的增加，能夠產(chǎn)生顯著的非線性吸收，當(dāng)入射能量達到5J/cm2時，透過率僅為30％左右。而Ag-Fe2O3樣品非線性透射下降速度遠遠高于Fe2O3樣品。當(dāng)入射能量達到5J/cm2時，透過率僅為31％左右，而Fe2O3樣品的透射則有46％。
　　 (4)制備了含腙式結(jié)構(gòu)的