明胶水凝胶电刺激响应行为的研究

制备了戊二醛交联的明胶水凝胶 ,并研究了其吸水率、力学性能和电刺激响应行为 .结果表明 ,在NaCl溶液中 ,明胶水凝胶的平衡溶胀比随NaCl溶液的浓度增大而减小 ,经 0 0 1mol LNaCl溶液充分溶胀的明胶水凝胶膜其弹性模量为 4.2 9kPa ,抗张强度为 5 11kPa ,断裂伸长率为 110 %.在NaCl溶液中于非接触的直流电场作用下 ,明胶水凝胶向电场负极弯曲 ,凝胶的弯曲速度和弯曲偏转程度随外加电场的增大而增大 ,随NaCl溶液离子强度的增大出现临界最大值 .在周期性电场作用下 ,其弯曲响应行为具有良好的可逆性 .通过聚电解质凝胶弯曲理论初步解释了其弯曲机理 .     

光波段柔性基超材料制备及光学性质

采用化学电沉积方法,通过控制沉积电压,电沉积时间等实验参量,确定出最优实验条件,在冰浴条件下,实验温度范围为0～2℃之间,在氧化铟锡导电薄膜表面沉积二维结构随机排列的纳米银树枝,并在银树枝表面涂覆一定厚度的绝缘薄膜聚乙烯醇后,与另外一层银树枝组装制作成银树枝/聚乙烯醇/银树枝复合结构.实验表明,参比样品在可见光波段400～750nm处没有透射峰的出现,而银树枝/聚乙烯醇/银树枝复合结构在此波段有多个透射通带峰,且在相应波长表现出了聚焦效应.     

基于小型化结构的各向同性负磁导率材料与左手材料

提出了一种双面环各向同性结构单元模型, 理论与实验研究了其微波电磁谐振行为. 结果表明: 在电磁波平行入射和垂直入射条件下, 该结构可在同一频段实现磁谐振, 且在谐振频段磁导率为负; 当电磁波以不同角度斜入射时, 其产生负磁导率频段也保持不变, 即该结构的电磁特性不依赖于入射角度, 双面环结构具有各向同性的特点. 将双面环结构与金属线结构组合, 该组合结构具有负折射率. 另外,双面环结构还具有小型化的优点, 在不增加结构单元几何尺寸的情况下, 通过在结构单元中引入金属化过孔的方法, 增加结构单元的电长度, 可使谐振频率大幅度地向低频方向移动, 使其在低频工作时 仍保持小型化的优点. 在双面环结构中引入金属化过孔技术可使谐振单元的几何尺寸减小50%, 在微波器件、滤波器、天线等领域有广阔的应用前景.     

基于阻抗匹配条件的树枝状超材料吸收器

基于树枝状金属结构单元的电磁谐振特性,设计了一种双面大小树枝状结构的超材料吸收器,该结构分别是正面二级树枝及正对的背面三级树枝.通过仿真模拟设计了不同的阻抗匹配方式,调节相应的结构参数,找到了阻抗匹配对吸收特性的影响.在最佳的阻抗匹配条件下,得到最大吸收率.实验测量表明,阻抗匹配条件下双面大小树枝模型可以实现90.01%吸收率.增加样品层数可以有效的增加吸收率,3层样品就可以达到99%以上的吸收率,实现工程意义的完美吸收.     

电场作用下银纳米流体的可调谐双折射行为

用微乳液法制备了一种银纳米流体,并研究了该流体在电场作用下的光学行为。He-Ne激光束(λ=632.8 nm)垂直于电场方向,以5°入射角通过银纳米流体,当施加电场时出现明显的双折射。在相同的电场作用下o光和e光折射率随着体积比的增加而增加;同一体积比的银纳米流体的折射率随着电场的增大而变小;电场强度为0 kV·mm~(-1)时并没有出现双折射现象。实验结果表明:无论是在相同电场时折射率随体积比的变化量,还是在相同体积比时折射率随电场强度的变化量,e光总是大于o光。     

可控阻尼介质中摆的运动行为

利用电流变液体的电流变效应，实现可控阻尼介质，并测量了可控阻尼介质中摆的运动行为。     

电流变液中的旋光现象

根据光波在介质中的传播理论，由麦克斯韦方程出发，对非均相结构电流变流导出在外电场与光场交互作用下旋光角ψ与入射线偏振光振动方向与外加电场方向间夹角θ及ζ（取决于电流变液材料本身及外加电场强度）的函数关系式。对不同浓度、不同场强下的SiO2电为液的旋光进行了测量，实验发现，同一场强作用下，旋光角ψ随浓度c的增大而增大；对于同一浓度，旋光角ψ随场强E增大而增大；在浓度c与场强E一定的情况下，旋光角ψ还随θ角而变化。实验结果与理论预测吻合较好。     

多频与宽频超材料吸收器

提出了多频与宽频超材料吸收器结构模型, 该吸收器是由刻蚀在介质基板两面的金属图案组成, 其正面是由不同大小的金属铜圆片和金属铜圆环结构组合而成, 反面完全覆盖金属铜. 由于不同几何大小的圆片或圆环结构的谐振频率不同, 且是相互独立的. 因此通过将两种不同几何大小的圆片与圆环结构组合, 使其在不同频率谐振, 便可得到双频吸收器; 而将三种不同几何大小的圆片和圆环结构组合便可得到三频吸收器; 同理可得到四频吸收器. 同时, 通过研究吸收器的电场分布, 验证了不同几何大小的圆片或圆环结构在不同频率谐振. 若通过优化组合圆片和圆环结构, 使其谐振频率紧密相连则可得到宽频吸收器. 关键词： 吸收器 超材料 多频 宽频     

柔性基底红外波段左手材料制备及光学特性

采用平板电极化学电沉积的方法,通过调节实验参量,在柔性ITO导电薄膜基底上制备了尺度与红外波长匹配、结构单元大小不等、排列无序的银树枝状结构.通过调节聚乙二醇-20000浓度可以很好地调控银树枝状结构单元的形貌和尺寸,研究发现,在一定范围内增加电解液中的聚乙二醇-20000浓度,可在基底上形成分布较密、分枝较细、分枝级数较高的银树枝状结构单元.通过在银树枝状结构表面涂覆一定厚度的聚乙烯醇作为绝缘层,组装成了柔性“三明治”结构复合材料,测试得到样品在红外波段的多通带透射谱,平板聚焦实验进一步验证了样品的左手效应.     

光频三维各向同性左手超材料结构单元模型的仿真设计

基于树枝结构单元思想,提出了光频三维各向同性左手超材料球刺结构单元模型.采用金属的Drude原理,运用等效媒质理论,仿真研究了结构的电磁响应特性.在晶格间距与工作波长的比值满足等效媒质理论要求的前提下,通过调节结构单元的几何参数,发现它能在光波段出现介电常数和磁导率同时为负值的区域,实现折射率小于零的左手超材料响应特性.该模型结构简单,具有各向同性特点.研究结果为采用"由下向上"方法制备光波段的三维左手超材料指出了新的途径. 关键词： 球刺模型 光波段 三维 各向同性