基于柔性材料的可調(diào)制光子晶體的制備和應(yīng)用.pdf

1、可調(diào)制光子晶體的制備與應(yīng)用研究一直是材料學(xué)研究的熱點(diǎn)。其中可調(diào)制的反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體在光學(xué)、電學(xué)、傳感、催化和分離等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本論文用膠體微球自組裝技術(shù)制備膠體晶體模板，通過(guò)此模板制備了以聚合物為柔性材料的可調(diào)制光子晶體，并發(fā)掘了它們?cè)谕饨绱碳ぶ虏牧献陨淼奈锢砘瘜W(xué)變化與其負(fù)載的有序結(jié)構(gòu)的禁帶之間的內(nèi)在聯(lián)系。具體研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)首先合成了用于膠體晶體組裝的單分散聚合物膠體微球（聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯）和

2、單分散實(shí)心二氧化硅膠體微球，通過(guò)控制加料量調(diào)節(jié)微球的尺寸，得到了多粒徑尺寸的微球。運(yùn)用分散聚合的方法合成了硒化鎘/聚苯乙烯熒光聚合物微球;介孔二氧化硅載金微球和以實(shí)心聚苯乙烯球?yàn)榉N子合成了單分散熒光二氧化硅膠體微球，為制備熒光和可見(jiàn)光雙功能柔性光子晶體提供了材料基礎(chǔ)。
　　(2)利用單軸拉伸的聚氨酯彈性體反蛋白石微結(jié)構(gòu)得到了潤(rùn)濕性和光子禁帶同時(shí)變化的柔性光子晶體。這兩種變化與拉伸比關(guān)聯(lián)。利用這種關(guān)聯(lián)，我們得到了潤(rùn)濕性的變化與光子禁

3、帶變化的關(guān)系。進(jìn)而我們認(rèn)為通過(guò)監(jiān)測(cè)這種光子晶體的反射峰的變化，即可確定其表面潤(rùn)濕性的變化。
　　(3)研究了聚合物反蛋白石光子晶體的熱調(diào)制行為，闡明了這種熱調(diào)制的機(jī)制，并建立了一種基于光子晶體的聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)試方法。這種熱調(diào)制的機(jī)制是這種光子晶體處在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)溫度時(shí)，其有序結(jié)構(gòu)的表面分子鏈段的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了大分子的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而引起了整個(gè)有序結(jié)構(gòu)的破壞。這種破壞可引起了光子晶體禁帶的急劇變化。因此，通過(guò)對(duì)材料反射光譜的實(shí)時(shí)監(jiān)控

4、，即可得到材料到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度區(qū)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。由于該過(guò)程中材料的結(jié)構(gòu)色的變化異常明顯，因此，無(wú)需昂貴的裝置，通過(guò)肉眼即可粗略的得到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度區(qū)和玻璃花轉(zhuǎn)變溫度。該方法有望應(yīng)用于熱塑性材料的Tg測(cè)試，同時(shí)也有望擴(kuò)展到晶體聚合物的Tm測(cè)定。
　　(4)用聚乳酸羥基乙酸制備了禁帶在近紅外區(qū)的反蛋白石光子晶體，研究了其在人工體液內(nèi)的降解行為和性能的變化。我們發(fā)現(xiàn)其降解過(guò)程中發(fā)生形貌的變化，而這種變化可以通過(guò)光子禁帶的變化而反映出來(lái)