甲基丙烯酸/丙烯酰胺双单体共聚反蛋白石光子晶体的制备

以烧结后的二氧化硅光子晶体为模板,采用溶胶凝胶法向模板间隙填充以甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酰胺(AM)为双功能单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂的聚合物前驱液,制备了甲基丙烯酸/丙烯酰胺共聚(PMAM)双单体反蛋白石凝胶光子晶体.通过紫外可见光谱分析表明,反蛋白石结构的凝胶膜对pH响应范围在4.0～7.0之间.由于其不受离子强度的影响,除了可以作为pH传感器外,还可以作为金属离子及生物小分子等分子印迹光子晶体传感器的基体膜.     

反蛋白石光子晶体的研究进展

反蛋白石晶体是一类重要的光子晶体,由于其制备材料的广泛性以及容易实现对光子禁带的多重调制而受到广泛关注.本文介绍了目前反蛋白石晶体结构的主要制备技术和方法,详细阐述了反蛋白石晶体结构的最新研究进展.     

三维光子晶体的制备

三维光子晶体作为一种光子带隙材料在光学器件、化学生物传感以及信息传输和存储等方面具有广泛的潜在应用价值。自1987年三维光子晶体的概念被提出以来,科学家们一直致力于在实验室用不同的手段合成不同材料和不同结构的光子晶体。本文综述了近年来出现的一些三维光子晶体制备方法,大致分为3类：“自上而下法”（top-down method）、“自下而上法”（bottom-up method）和模板辅助法（template-assisted method）,并详细阐述了每种方法的代表性工作、适用范围以及各自的优缺点。     

光子晶体研究进展

光子晶体是最近10余年间提出的新概念和新材料。本文简述了光子晶体的主要特性,重点阐述了光子晶体的制作方法,特别是高分子材料制作分子晶体的几种新方法。     

硫化镉反蛋白石光子晶体制备及光解水制氢

对硫化镉反蛋白石结构光子晶体薄膜进行了可控合成,用巯基乙酸修饰的纳米晶和P(St-MMA-SPMAP)高分子小球共组装,成功地构筑了反蛋白石结构并用于可见光光解水产氢。结果表明,在可见光(λ≥420 nm)照射下,Cd S-310反蛋白石结构薄膜的光解水产氢性能比硫化镉纳米颗粒提高了一倍。这主要是因为等级孔结构反蛋白石光子晶体特性对催化剂的光催化性能的提升:首先,反蛋白石的周期性结构增加了光子在材料中的传播,提高了催化剂对太阳光的利用率;同时,大孔孔壁是由纳米颗粒堆积而成的,在反应中提供了更多的反应活性位点;此外,孔结构有利于物质的传输和分子的吸附。     

梯度结构胶体光子晶体的制备及光子禁带调节

以改进的对流自组装方法制备层数可控的胶体光子晶体, 并通过各向同性氧等离子体(O₂ Plasma)刻蚀构造出梯度结构, 进一步通过金(Au)及无定形硅(Si)的可控沉积调节梯度结构胶体光子晶体的光子禁带, 并将该梯度结构用于罗丹明B的荧光发射增强.     

功能型聚合物光子晶体的制备及应用

光子晶体因其特殊的光调控性能,在各类高性能光学器件方面具有重要的应用前景.本文主要阐述了功能型聚合物光子晶体的制备方法及其在防护涂层、高效发光、高灵敏检测和高性能光信息存储等方面的应用.     

聚苯乙烯光子晶体的制备及其在传感中的应用

以基于毛细作用的垂直沉积法将单分散的二氧化硅胶体微球自组装成光子晶体．在二氧化硅光子晶体的多孔结构里填充聚苯乙烯甲苯溶液,经甲苯挥发,通过氢氟酸处理去除二氧化硅模板,制备出精美的聚苯乙烯光子晶体．研究表明：保留了模板有序多孔结构的聚苯乙烯能被用来作为敏感膜,这使得其在基于折射率变化的传感应用中具有潜在的价值．     

光子晶体结构色织物研究进展

针对结构色织物难以产业化的现状,从光学效应和能够产生结构色的周期性结构两个角度系统介绍了结构色织物生色机理。随后,按照结构色织物表面光子晶体结构特征、所用光子晶体基元种类及结构色制备方法,对结构色织物进行了系统分类归纳,并指出了各自的优缺点。此外,现有结构色织物研究均为基于已有纳米粒子尺寸来表征对应结构色颜色,缺乏根据实际颜色需求选取光子晶体尺寸的研究。我们根据现有文献报道的光子晶体基元尺寸与所得结构色织物颜色种类的对应关系,通过计算得到了根据所需织物颜色种类确定光子晶体基元尺寸的公式。最后总结了结构色织物制备存在的问题,并给出了合理建议。     

聚苯乙烯光子晶体薄膜的光化学行为

研究了紫外光照下聚苯乙烯（PS）光子晶体薄膜的表面形貌、光学性质及浸润性变化. 傅立叶红外光谱对紫外光照前后薄膜表面的化学成分进行了表征,结果表明紫外光照后PS微球表面产生亲水性极性基团羰基. 扫描电子显微镜照片表明随着紫外光照时间的延长,PS微球发生收缩、变形甚至熔化. 原位反射和透射光谱表明在光照20 min内,光子晶体薄膜能够保持良好的光学性能,且薄膜由疏水表面转变为亲水表面. 因此,控制光照时间可以制备得到具有良好光学性能的亲水性聚合物光子晶体薄膜,对于光子晶体在特殊环境下的应用具有重要的意义.     

光子晶体的制备与应用进展

光子晶体概念的提出到现在已有20多年,由于其特有的带隙和缺陷结构可实现对光子传播的控制,与传统的基于半导体晶体的电子技术相比更具优势,是未来光子计算机和光子通讯技术研发的核心。近年来,基于新材料、新方法制备的具有复杂结构的光子晶体不断涌现,其应用范围也从较早的波导、光开关、反射镜拓展到传感器、超棱镜、微透镜、太阳能电池、增强LED发光、光存储、生物芯片、仿生等新兴领域。本文结合了最新的研究状况,探讨了光子晶体的制备与应用进展。     

PEDOT基光子晶体的制备及其电致变色性能研究

采用改进的Stöber法合成了单分散SiO₂微球, 通过垂直沉积组装成蛋白石结构光子晶体. 再使用电化学法在组装的SiO₂微球表面生成聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT), 得到核-壳结构的SiO₂@PEDOT光子晶体复合膜. 测试了SiO₂@PEDOT光子晶体薄膜的反射光谱、循环伏安曲线、多电位紫外反射光谱、对比度及响应时间等光学、电化学及电致变色性能. 结果表明, 该光子晶体薄膜在变色时颜色亮丽, 其色差值(26.82)比纯PEDOT薄膜(18.07)提高很多, 并且最大对比度可达39.8%, 高于纯PEDOT薄膜的27.4%, 同时响应时间变快. 此实验结果说明将光子晶体结构引入导电聚合物中, 能够提高其电致变色性能.     

Synthesis of Highly Charged, Monodisperse Polystyrene Colloidal Particles for the Fabrication of Photonic Crystals

We have developed a series of emulsion polymerization recipes for the synthesis of highly charged, monodisperse polystyrene colloids of diameters between 100-400 nm. These spherical colloidal particles were crosslinked with divinyl benzene and functionalized with 1-allyloxy-2-hydroxypropane sulfonate. These highly charged, monodisperse colloidal particles readily self-assemble into robust three-dimensionally ordered crystalline colloidal arrays (CCAs). These CCAs operate as photonic crystals that Bragg diffract light in the ultraviolet, visible, and infrared regions of the spectrum. Copyright 2000 Academic Press.     

二维光子晶体

光子晶体是一种介电常数周期变化的功能材料,其基本特征是具有光子带隙。光子晶体理论诞生已三十年,基于理论及实验的研究取得了许多成绩。当所制备的光子带隙与光波的波长相当时,光子晶体材料抑制光子在一定频段内的传播。由于在光学、电学、热学、磁学等方面均有优良特性和潜在应用,光子晶体作为一种新型材料也越来越受到科研人员的青睐。不论在可加工性方面还是在传播特性方面,二维光子晶体的优势正逐渐体现出来。本文重点阐述二维光子晶体的研究进展,分别介绍了二维光子晶体的结构与性能特点以及近年来发展出的新型制备方法,如自组装法、刻蚀法、多光束干涉法等,并着重列举其在传感器、波导、光纤、太赫兹技术等领域的发展现状,表明二维光子晶体作为超材料具有巨大的发展空间和潜力。最后,本文对二维光子晶体今后的研究方向和发展前景作了展望。     

聚苯乙烯胶态晶体的合成

近年来 ,胶态晶体引起物理学家和化学家的共同关注 [1] .占据晶格点的纳米或微米级微粒自组装行为 [2 ] 在光学显微镜和扫描电子显微镜下可被清晰地观察到 ,因此能作为研究晶体相变的模型 [3 ] ,并有助于人们加深对晶体中点缺陷、晶界及位错等现象的了解 .胶态晶体所具有的周期性结构更使其在光学研究领域具有特殊意义 .与半导体中电子的能带结构类似 [4 ] ,胶态晶体中传播的光波色散曲线为不连续的带状结构 ,被称为“光子晶体”(photonic crystal) .在禁带区 (photonic band gap) ,光被禁止传播 ,而光散射加强 ,可将其应用于光电开关及光催…     

蒸发自组装法制备聚苯乙烯胶体晶体

采用乳液聚合法制得亚微米级聚苯乙烯单分散微球,并用蒸发自组装法在乳液气-液界面进行自上而下的层层组装,制得了厚度在450μm以上的三维有序胶体晶体。结果表明,影响胶体晶体有序性的关键因素是对蒸发速度的控制,促使胶体晶体规则排列的最主要作用力为溶液的毛细管力。在胶体晶体组装末期,随着溶剂量的减少,空间阻力逐渐增大,微球对流能力下降,造成胶体晶体的有序性降低。     

Patterned Colloidal Photonic Crystals

Colloidal photonic crystals (PCs) have been well developed because they are easy to prepare, cost‐effective, and versatile with regards to modification and functionalization. Patterned colloidal PCs contribute a novel approach to constructing high‐performance PC devices with unique structures and specific functions. In this review, an overview of the strategies for fabricating patterned colloidal PCs, including patterned substrate‐induced assembly, inkjet printing, and selective immobilization and modification, is presented. The advantages of patterned PC devices are also discussed in detail, for example, improved detection sensitivity and response speed of the sensors, control over the flow direction and wicking rate of microfluidic channels, recognition of cross‐reactive molecules through an array‐patterned microchip, fabrication of display devices with tunable patterns, well‐arranged RGB units, and wide viewing‐angles, and the ability to construct anti‐counterfeiting devices with different security strategies. Finally, the perspective of future developments and challenges is presented.