石墨烯基光子晶体纤维的制备及性能调控

利用无皂乳液聚合法合成了单分散聚苯乙烯(PS)微球,以通过湿法纺丝自制的石墨烯纤维为基材,利用电泳沉积法在纤维表面沉积PS微球形成光子晶体纤维,通过改变微球粒径来控制纤维的颜色,并利用扫描电子显微镜、光学显微镜、紫外反射光谱和色度分析对光子晶体纤维进行了表征.结果表明,制备得到的PS微球表面光滑,形状规整并以六方密堆积形式在石墨烯纤维表面紧密有序排列,呈现壳芯结构.粒径为198、233和287 nm的PS微球分别得到了蓝、绿、紫红3种颜色的结构色纤维,所得光子晶体纤维的光子禁带分别位于471、547 nm,以及670和398 nm,与其颜色相吻合.采用CIE xy Y色彩空间辨别所得光子晶体纤维颜色,蓝、绿、紫红3种颜色的明度因数分别为:15.96、29.72、3.85,其对应于纯蓝色、纯绿色、纯紫色明度值的44%、63%和32%,说明其具有较高的明度.计算得到蓝色、绿色、紫红色纤维饱和度分别为63%、59%、60%,由此可知3种不同颜色的纤维均具有较高饱和度.