含氟丙烯酸酯光致聚合物的全息特性研究

提高记录单体在成膜物中的迁移速率,加大记录单体与成膜物的折射率差,可以实现光致聚合物的折射率空间调制最大化.本工作以高折射率的超支化聚酯(折射率1.586)为成膜树脂,利用超支化聚合物分子结构疏松、便于小分子在其间扩散的特性,同时以低折射率的单官能团含氟丙烯酸酯(折射率1.372)和高活性的双官能团丙烯酸酯(折射率1.457)为记录单体制备了光致聚合物全息膜,以衍射效率为指标优化单体构成和全息膜的厚度,研究了该全息膜的衍射效率、空间分辨率、折射率调制度等性能.该光致聚合物全息材料的折射率调制度为4.82×10^-3,衍射效率达到99.4%,在空间分辨率3750 lp/mm的衍射效率仍然达到85.6%,感光灵敏度56 mJ/cm².     

新型全息用光致聚合物的研究

研制了一种新型全息用光致聚合物材料,其成膜树脂为胺固化环氧体系,全息记录组分为光引发自由基聚合体系.用新合成的高效光敏染料DEAMC做光敏剂,通过配方调整,制备了一系列的样片,以457 nm的蓝光为记录光,632.8 nm的红光为探针光,研究了样片的衍射效率、灵敏度、折射率调制度等全息性能.结果表明,通过调整材料的配方组成、各组分的含量及样片的膜厚等因素,可以优化样片的全息性能.对样片的信噪比损失(LSNR)测试结果表明,在全息存储的曝光量范围内对样片曝光引起的图像信噪比损失仅有0.40 dB,说明样片的光学质量高,在全息存储上将具有很好的应用前景.     

光致聚合物材料中各组分对光聚合速度的影响及其在全息存储中的应用实验

本文研究了光敏剂、光引发剂、光促进剂、单体及高分子成膜树脂等成份对全息光致聚合物薄膜光存储性能的影响.在一定范围内,材料中光引发剂浓度的提高使光聚合速度显著增加,链转移剂浓度则存在一个最佳的相对浓度.适当地增加液态辅助单体含量及其所含双键官能团的数目,会明显增加光聚合速度.在聚醋酸乙烯酯薄膜中单体聚合速度明显优于在醋酸纤维素中的速度,所制备的光致聚合物材料实现了同一位置的多幅全息图像的存储和再现,表明了该材料有用于大容量全息存储的可能.     

全色光致聚合物的全息记录 特性及应用研究

优选亚甲基蓝、曙红Y、吖啶橙分别作为红敏、绿敏、蓝敏光敏剂,制作出全色光致聚合物全息记录材料.全息记录特性测量表明,该材料在红、绿、蓝三基色激光记录下均具有大于90%的衍射效率和较高的感光灵敏度(70 mJ/cm²).开展了该材料的角度复用、波长复用全息存储实验,在材料的同一位置处分别以不同参物光夹角及不同记录波长成功存储了多幅全息图,且再现图像清晰明亮,相互之间无明显串扰,表明该材料具有良好的全息记录性能及应用价值.     

全息用光致聚合物中双单体组分对材料性能的影响

本文研究了薄膜型光致聚合物材料中双单体(2-苯氧基乙基丙烯酸酯和N-乙烯基咔唑)的不同配比对材料聚合效率的影响.用红外光谱测定了双组分单体在固体薄膜中光反应条件下的竟聚率,分析了双组分单体在全息记录过程中的聚合情况.针对同一点多角度复用的大容量存储要求,提出了双单体薄膜型光致聚合物的理想模型.初步测定了不同摩尔配比条件下材料的全息存储性能,分析了其中的影响因素.     

利用双光子聚合技术制备的聚合物型光栅光波导和耦合光栅

自从1970年报道第一个波导光栅之后,人们又很快发现了它在集成光学上的应用潜力．目前,对廉价、可靠和高效的集成光学器件的需求使研究者们开始注意聚合物材料．因此有关各种聚合物型的波导光栅的制备和光学性能的研究备受注意。现在,紫外光漂白、激光切除和光致二色型等一系列方法已经被用于聚合物波导光栅的制备,同时,聚合物波导光栅的光控光开关、光子禁带效应和谐振光栅等各种光学性质也有广泛的研究．迄今,聚合物波导光栅的制备方法基本上属于物理方法,并没有在材料内部引发本质性的化学改变,因此所制备的器件的长期稳定性难以保证．如利用紫外光漂白和光致二色性法制备的波导光栅,前者是靠材料的饱和光吸收引发的折射率变化,后者则是靠聚合物内的染料分子的光致定向作用产生的周期性结构。     

结构与制备条件对两亲性偶氮聚合物胶体球尺寸和光响应性的影响

合成了3种具有不同官能团或官能化度的双亲性多分散偶氮聚合物.系统研究了它们在选择性溶剂中形成聚合物胶体球时,各种因素对胶体球尺寸和光响应性能的影响规律.结果表明,不仅官能团和官能化度对胶体球的尺寸与光响应性有明显影响,具体的制备条件(如初始浓度、沉淀剂加入速率等)对胶体球尺寸和光响应性能也有重要影响.聚合物胶体球的粒径随官能化度的增加而增大;随初始浓度的增加和沉淀剂加入速率的减小而增大.聚合物PEAPE胶体球的光致异构化速率快于PCNPE胶体球的光致异构化速率.聚合物胶体球的光致异构化速率随官能化度的增加而减小;随初始浓度的增加和沉淀剂加入速率的减小而减小.这些影响表现出了明显的规律性.从双亲性聚合物在选择性溶剂中自组装形成胶体球的热力学与动力学因素出发,讨论了上述现象产生的原因.     

基于膜厚与分子量优化策略实现高效近红外有机光探测器

利用基于[1,2,3]三唑并[4,5-f]异吲哚-5,7(2H,6H)-二酮(TzBI)共轭聚合物PTzBI-Cl为给体,非富勒烯小分子Y6DT为受体,制备基于倒装结构的有机本体异质结光探测器.基于高分子量聚合物PTzBI-Cl-H制备的器件比低分子量材料制备的器件具有更低的暗电流和更高的光探测性能.通过对PTzBI-...     

光响应形变液晶聚合物的结构与应用

液晶聚合物能够在外界刺激下发生形状变化,是一类重要的柔性智能材料。其中液晶有序排列的改变诱导材料的宏观形变。光响应聚合物具有可远程操作、易于控制等特点,在刺激响应性聚合物的设计中受到了广泛关注。将具有光响应性的基团引入到液晶聚合物体系中,可以得到一系列具有重要应用前景的光致形变材料。本文综述了近年来光响应形变液晶聚合物的研究进展,总结了光响应液晶聚合物的分子设计与响应原理,包括光致异构化响应型、光致生热响应型和多重刺激响应型;介绍了光响应液晶聚合物柔性执行器在仿生功能、能量转换和柔性机器人等领域的应用;展望了未来的研究方向与应用前景。     

四苯基卟啉对二苯并咪唑光电导性能的敏化

采用溶剂球磨分散法制备了四苯基卟啉(H₂TPP)/二苯并咪唑(Im-PTC)复合光生材料,用浸涂法将其制成功能分离型双层光导体.采用光致释电法对其光电导性能进行测试,发现在500nm下,由质量分数5%H₂TPP/40%Im-PTC复合光生材料制备的光导体的光敏性比单纯40%的Im-PTC制备的光导体提高了3.5倍,说明H₂TPP对Im-PTC有明显的敏化作用.进一步研究了该复合材料的电子结构,结果表明,H₂TPP与Im-PTC存在分子间的光致电荷转移,从而提高了电荷的光生和分离效率,增强了光导体的光敏性.     

重氮偶合反应合成超支化偶氮聚合物的光响应性能研究

利用重氮偶合反应和后重氮偶合反应制备了主链和端基含有不同假芪型偶氮苯生色团的超支化偶氮聚合物.利用氢核磁共振、紫外光谱、红外光谱等分析手段确定了合成聚合物的结构、玻璃化转变温度和光谱特性等.研究了聚合物光致二向色性的性能,此聚合物的取向有序度为0.063.用两束相干的P偏振Ar+激光对聚合物膜进行光加工,得到形状规则的正弦波形表面起伏光栅,末端偶氮苯基团的引入极大地增加了超支化偶氮聚合物的光响应速度.     

基于共轭聚合物的纳米粒子用于肿瘤的近红外二区荧光成像及光热治疗

为提高生物组织荧光成像质量以及对肿瘤的高效光热治疗,设计合成了一种新型的窄带隙共轭聚合物(BDT-TTQ),并通过纳米沉积的方式将聚合物制备成水溶性纳米粒子(BDT-TTQ NPs).该共轭聚合物纳米粒子在1000~1200 nm近红外二区范围具有较好的吸收,在1064 nm的激发光下能实现1200~1400 nm的近红外二区荧光成像. BDT-TTQ NPs纳米粒子粒径分布较窄,形貌呈规则的球形且分散均匀,具有好的生物相容性.该纳米粒子既可以在体外实现较高的近红外二区荧光成像穿透深度,又可以实现对小鼠活体血管的高清晰度的近红外二区荧光成像.此外,BDT-TTQ NPs纳米粒子在1064 nm激光下展现出优异的光热转换效率,具有较高的光毒性,对体外的肿瘤细胞以及小鼠的异质瘤具有高的光热杀伤能力.     

含三氟甲基偶氮生色团环氧树脂类聚合物合成和光致表面自结构研究

利用后重氮偶合反应,将4-(三氟甲基)苯胺的重氮盐与两种具有高苯胺残基密度的环氧树脂类前体聚合物在极性有机溶剂中反应,制备了两种具有高生色团密度的环氧树脂类偶氮聚合物PEP-AZ-CF3和PEP-35AZ-CF3.利用1H-NMR、FTIR、UV-Vis和DSC等分析方法对2种偶氮聚合物结构、热性能及吸收光谱性能进行了分析及表征.研究了在不同波长的激光(488、532及589 nm)照射下,2种偶氮聚合物薄膜光致表面自结构的形成.研究结果表明,入射激光的波长对偶氮聚合物表面自结构现象的形成有明显影响.仅在波长488 nm的偏振激光(线偏振光或圆偏振光)照射下,2种偶氮聚合物薄膜表面能观察到自结构现象.圆偏光比线偏光更有利于诱导表面起伏结构的形成,但形成的表面结构不具备长程取向有序性.聚合物生色团中偶氮键邻位的取代甲基对表面自结构的形成起到阻碍作用.     

氩离子激光固化环氧树脂制作三维微结构

利用激光束进行三维成像是通过逐层光引发聚合形成宏观尺度的三维实体 .最近出现的激光全息光刻技术是利用激光束的干涉产生三维全息图案 ,让感光树脂在全息图案中曝光 ,从而一次形成三维周期有序微结构 .通过调节激光干涉及波长可控制三维结构的形状及尺寸 .利用该技术获得亚微米尺度上周期性重复的三维微结构 ,可用于制作三维光子晶体 [1,2 ]等具有独特性能的聚合物材料 .本文用铁芳烃化合物与特种环氧树脂配制成阳离子型可见光固化树脂 ,在氩离子激光器产生的多束可见连续激光相干形成的空间干涉光场中曝光 ,成功地制备出亚微米量级的三…     

高热稳定性氟化聚酰亚胺的合成及在热光开关中的应用

用一种新型超支化氟化聚酰亚胺(FHBPI)作为波导材料制备了聚合物热光开关. 采用DSC, TGA, 近红外吸收谱和原子力显微镜(AFM)等方法对FHBPI的热稳定性及光学特性进行了表征. 结果显示, FHBPI的玻璃化转变温度为189 ℃, 在空气中5%的热失重温度为596 ℃, 表明具有良好的热稳定性; 旋转涂膜法制备的FHBPI薄膜具有良好的成膜性; 薄膜表面粗糙度为0.54 nm; FHBPI在光通信波段有较小的吸收损耗, 适合制备低损耗的光波导器件; 用FHBPI-50为波导芯层材料, FHBPI-30为包层材料, 设计制作的热光开关响应上升时间为267.9 μs, 下降时间为254.1 μs.     

金属腐蚀监测的光波导传感方法研究

本文提出一种用于金属腐蚀监测的光波导传感方案 ,用金属膜层局部取代光波导的介质包层 ,构成腐蚀敏感膜 ,从而获取金属腐蚀信息 .依据波导理论选用 72 1比色皿上的石英玻璃作为光波导材料 ,利用电化学方法在波导材料内表面上形成Fe C合金腐蚀敏感膜 ,并用XRD、EDX等对膜层结构进行分析 .在电化学腐蚀膜的同时 ,用光学方法记录光波导输出光功率的变化 ,实验结果表明电化学方法与光学方法获取的腐蚀信息同步 ,证实了所提传感方案可行     

靶向髓过氧化酶的双模态探针分子的合成与表征

5-羟色胺(5-HT)对动脉粥样硬化斑块中巨噬细胞分泌的髓过氧化酶(MPO)具有靶向功能,通过酯化反应将5-HT接枝到两亲型聚合物聚衣康酸接枝聚乙二醇接枝十二胺(PIA-g-PEG-g-DDA)上,制备了具有靶向功能的两亲型聚合物(5-HT-g-PIA-g-PEG-g-DDA).采用配体交换法,将超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPION)包覆在该聚合物上制备具有磁性的纳米粒子(5-HT-g-PIA-g-PEG-g-DDA@SPION),通过静电力结合使其与碳点(CDs)结合,制备具有荧光成像和核磁造影成像的双模态探针的纳米粒子.采用动态光散射(DLS)及透射电子显微镜(TEM)分析了其粒径和形貌.采用荧光光谱仪与振动样品磁强计(VSM)测试证明该纳米粒子具备双模态成像功能.共聚焦成像(CLSM)的测试结果表明,该纳米试剂对动脉粥样硬化斑块中的巨噬细胞具有靶向性,MTT法的测试结果表明该探针分子具有良好的生物相容性.该双模态探针具有靶向性好、分辨率高及使用便捷的特点,是一种性能优异的双模态检测纳米试剂.     

氧化锌纳米棒光电极对核黄素的光致电化学响应及应用

基于核黄素在第二工作电极上的预还原,将还原型核黄素作为电子给体纳入氧化锌纳米棒光电极的光致电化学反应过程,构建了一种新的光致电化学反应系统.优化了电化学制备氧化锌纳米棒光电极的方法,研究了核黄素与氧化锌纳米棒光电极的光致电化学反应机理,建立了一种测定核黄素的光致电化学分析法.在p H=6.5的缓冲溶液中,以玻碳电极为预还原电极,在峰值波长为365 nm、能量为450μW/cm~2的光照下,在偏压0.1 V处测得的光电流与1.00×10~(-5)~1.00μmol/L核黄素浓度的对数值成正比,检出限为6.0×10~(-7)μmol/L(S/N=3),灵敏度为195.6 n A/lg[c(μmol/L)].对实际样品测定的相对标准偏差小于6.25%,回收率为99.0%~104%,常见生化物质对核黄素光电流的响应无干扰.     

可交联聚甲基丙烯酸甲酯的合成、表征及在阵列式波导光栅中的应用

合成了含环氧基团的可交联的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物[Poly(MMA-co-GMA)],通过FTIR,NMR,GPC,DSC和AFM等技术对其进行了表征. 结果表明,所合成的聚合物材料具有较好的成膜性; 通过热固化使引入的环氧基团开环交联,该聚合物的玻璃化转变温度(Tg)比固化前提高了24 K,同时有效地降低了聚合物的双折射率. 用Poly(MMA-co-GMA)作为包层材料,双酚A型环氧化合物作为高折射率材料, 将其引入到包层材料中形成芯层材料的折射率在波长1.55 μm处可调,其范围是1.483~1.588. 采用旋涂、 铝掩膜和氧反应离子刻蚀的方法(RIE)制得了阵列式光波导. 测试结果表明,制作的波导在1.55 μm处实现了光的单模传输,光损小于3.0 dB/cm.      

偶氮苯取代吡唑啉衍生物PMMA薄膜的光诱导双折射性质研究

芳香族偶氮化合物的顺反异构化反应长期以来一直受到人们的关注 [1,2 ] .当把偶氮生色团引入到聚合物中时 ,在线性偏振光的激发下 ,偶氮生色团能发生“反 -顺 -反”光异构化循环 ,并且偶氮发色团会沿着偏振光偏振方向的法线重新取向 ,从而导致光致双折射现象的发生 [3 ] .因此 ,这类聚合物在光学存储 [4 ] 、光学开关和全息光栅 [5] 等方面具有重要的应用价值 .为研究偶氮苯的结构对光诱导双折射性质的影响 ,本文制备了偶氮苯取代的三苯基吡唑啉衍生物 ,并把其掺杂入 PMMA中 ,研究了薄膜的偏振光诱导光致双折射性质 ,讨论了温度对其光致双…