基于纖維素納米晶螺旋組裝體光學材料的制備及性能研究.pdf

1、在自然界中，許多生物體會產(chǎn)生五彩斑斕的顏色。在化學色即結(jié)構(gòu)色中，偏振結(jié)構(gòu)色是一種特殊的結(jié)構(gòu)色，通過對自然界中各類生物體偏振結(jié)構(gòu)色的形成機理進行研究，目前科學界已成功開發(fā)出一系列具有精細結(jié)構(gòu)的仿生光學材料。在天然/仿生偏振結(jié)構(gòu)色的科學研究中，科學界發(fā)現(xiàn)纖維素納米晶體具有可控的“有序自組裝”性能，利用其螺旋自組裝特性可開發(fā)出具有手性向列相結(jié)構(gòu)的光學材料。
　　本課題制備了一種響應(yīng)型全反射納米復合薄膜。選擇纖維素納米晶體作為研究對象，通

2、過模仿自然界中金色圣甲蟲的外殼結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑新型三明治光學結(jié)構(gòu)，選擇特定厚度的單軸拉伸取向PA6薄膜作為中間層，利用相位延遲作用實現(xiàn)薄膜全反射效果，并結(jié)合蒸發(fā)沉積自組裝技術(shù)制備出仿生全反射納米復合薄膜。選擇水溶性聚合物聚乙二醇丙烯酸酯作為摻雜體，利用紫外光聚合技術(shù)，通過形成聚合物網(wǎng)絡(luò)賦予納米復合薄膜良好的柔性，反射率測試結(jié)果表明，納米薄膜反射率可達79％，表現(xiàn)出優(yōu)良的全反射特性。
　　此外，基于纖維素納米晶體有序螺旋結(jié)構(gòu)的螺距可調(diào)性和

3、水溶性聚合物聚乙二醇丙烯酸酯的吸水性，本課題對納米復合材料的濕度響應(yīng)行為進行了研究，并開展了材料的濕度響應(yīng)展示工作。結(jié)果表明薄膜在濕度條件下可發(fā)生快速響應(yīng)，同時發(fā)生變形和變色。經(jīng)過20次循環(huán)測試，薄膜未發(fā)生斷裂及分層現(xiàn)象，具有良好的可逆回復性。此外，剪切角不同可使薄膜在濕度條件下發(fā)生差異性形變，當θ=0或π/2時，薄膜為彎曲狀;當θ=π/4時，薄膜為螺旋扭曲狀，并進行了材料的應(yīng)用展示工作。此研究為響應(yīng)型全反射納米復合材料的研究奠定了基礎(chǔ)