聚合物纳米杂化高性能光功能材料

近年来材料科学与技术的不断发展,对光学材料提出了高性能化和多功能化的需求,为此,研究者们结合传统有机聚合物光学材料和无机光学材料的优势,提出了备受关注的聚合物纳米粒子杂化的策略.本文首先概述了针对杂化材料透光性进行控制的杂化方法,指出杂化方法的选择很大程度上与材料性质尤其是纳米相的性质相关,而杂化方法的目的则在于实现纳米杂化材料的透光性控制,纳米杂化光功能材料实现功能的前提即为透光性.随后,分别介绍了聚合物纳米杂化策略在高折射率材料与发光材料中的应用.对于高折射率材料,总结了提升材料折射率的不同策略.对于发光材料,总结了基于聚合物相和纳米相之间不同的相互作用而采用各种杂化方式以及相关的性能提升.接下来,讨论了聚合物纳米杂化光功能材料在光学和机械、热学、表面性能方面的调控手段和性能提升的策略.最后,提出了下一代光学杂化材料所面临的困难与挑战,以进一步推动这一领域的发展.     

稀土光功能材料发展现状及趋势

稀土光功能材料作为照明、显示和信息探测等领域的支撑材料之一,已在室内照明、液晶显示、核医学成像、辐射探测、激光工业和国防安全等领域得到广泛应用.介绍了中国稀土光功能材料的技术和产业发展现状,指出了绿色照明、高品质显示和高敏信息探测等应用新趋势,重点分析了超高色域显示和全光谱健康照明荧光粉、稀土激光和闪烁晶体等稀土光功能...     

基于Scopus和Scival稀土光功能材料研究现状和热点分析

稀土光功能材料是稀土材料领域重点发展的方向之一.为了全面分析稀土光功能材料领域研究现状及热点,基于Scopus数据库和Scival科研管理分析平台,以"rare earth"为检索词,对2015～2020年7月稀土材料发表的科技文献进行检索,并筛选出稀土光功能材料的相关文章.经统计,稀土光功能材料发文量4001篇,涉及...     

光功能基元J-型序构的高分子诊疗材料

染料分子有序的J-型聚集会产生新的独特光物理性质,使其成为一种构筑高性能疾病诊疗材料的有力手段.光功能基元J-型序构的高分子诊疗材料充分整合了染料J-聚集体诸多优异的光学性能以及聚合物的响应性、多功能集成性和生物相容性等众多优良特性.本文主要总结了该领域以本课题组为代表的近期开展的一些研究工作,具体包括：(1)构筑水相稳定的J-聚集体纳米材料,使其在复杂生命体系中保持必要的J-型排列;(2)利用聚合物辅助纳米J-聚集体实现形貌调控与重塑,以提升其肿瘤诊疗性能;(3)聚合物纳米J-聚集体的性能优化与癌症诊疗应用,包括可穿透深层组织的近红外-Ⅱ成像、克服光漂白的光热治疗、疾病标志物激活的精准光动力治疗等.功能基元J-型序构策略为光诊疗材料的开发带来了新的设计原理和制备方法,为探索具有更高性能的高分子/超分子光功能诊疗材料提供了广阔的设计空间.     

光通讯波段聚合物光波导材料的研究进展

光学聚合物由于其在光通讯领域的集成光电器件与光互连应用方面有经济和实用价值而备受关注。本文介绍了光通讯波段有机聚合物光波导材料的特点和研究进展。     

基于有机改性硅氧烷作为连接体组装稀土光功能杂化材料

针对近年来基于有机改性硅氧烷作为连接体构筑的光功能稀土杂化材料的最新进展进行了评述,其重点着眼于稀土离子的优良光敏化有机配体修饰硅氧烷偶联剂获得有机改性硅氧烷,以其作为多功能连接体(分子桥)来实现对发光稀土杂化材料体系的化学键组装。内容主要涉及基于芳香羧酸衍生物类改性硅氧烷构筑稀土杂化材料、基于β-二酮及类β-二酮衍生物类改性硅氧烷构筑稀土杂化材料、基于大环配体衍生物类改性硅氧烷构筑稀土杂化材料、基于杂环等衍生物类改性硅氧烷构筑稀土杂化材料、基于有机改性硅氧烷多元组装稀土杂化材料及基于离子液体改性硅氧烷构筑稀土介孔硅杂化材料几个重要方面。主要结合我们自己的近期研究工作,通过系统总结来展现该领域的研究面貌并提出未来展望。     

溶胶-凝胶法制备光学杂化功能材料

在简述溶胶-凝胶法基本原理的基础上,介绍了设计杂化材料的原则及预掺杂法、后掺杂法和原位化学合成法三种溶胶-凝胶法制备光学杂化功能材料的途径;综述了稀土发光材料、波导材料和光致变色材料三种光学杂化功能材料,并结合国内外的研究提出开展光学杂化功能材料研究的重要方向.     

光和温度刺激响应型材料

刺激响应型材料是一类在环境因素刺激下,自身的某些物理或化学性质发生相应变化的材料。刺激因素包括光、温度、pH、离子强度、电场和磁场等。本文综述了近年来光和温度刺激响应型材料的研究进展,主要从光响应型水凝胶和光致变色材料的结构类型及应用概述了光响应型材料的发展;同时从温度响应型水凝胶、热致形状记忆材料和热敏变色材料几方面介绍了温度响应型材料的研究进展及应用,并展望了光和温度刺激响应型材料在多学科领域的应用前景。     

结构敏感功能材料的基础研究

结构敏感功能材料是其功能对原子的空间排列变化敏感的材料。通过对结构敏感功能材料的研究, 归纳和总结化合物的物理化学性质与原子的空间排列以及电子结构之间的内在规律, 结合物理化学性能测试和理论计算, 逐步推导出功能基元和数学关系式, 以形成功能基元理论, 为开发新型功能材料提供理论基础。本文以碳原子不同的空间排列形式而展现出显著差异的物理化学性质为引子, 阐述光学、电学和磁学性能对结构的敏感性, 并讨论理论计算在该学科中的应用。     

以纤维素为基础的功能材料

纤维素的功能材料一直是人们研究的热点，近年来又涌现出许多新型的以纤维素为基材的功能材料。本文主要综述了基于纤维素的高吸附性材料，可生物降解材料，纤维液晶材料及高性能纤维材料等功能材料的发展新动向和应用。     

Photo-induced Birefringence of Azo-dye Based on Three-dimensional Opal Photonic Crystals

A series of three-dimensional opal photonic crystals based on the polymer was synthesized and applied in the field of photo-induced birefringence. The data show that the photo-induced birefringence(PIB) of pure Sudan III film could be enhanced by increasing the thickness of azo films. When Sudan III was distributed on the three-dimensional opal photonic crystals, the photo-induced birefringence process could be modulated. In addition, the data also exhibit that the PIB processes with different pumping polarization directions are sensitive to the role of photonic crystals. The results could be beneficial to further understanding the photo-induced birefringence and utilizing the photonic crystals.     

新型含萘基和二乙炔基高双折射液晶分子的合成及光电性能

通过多步Sonogashira偶联反应成功合成分子结构中含萘环的不对称二乙炔衍生物:4-(4-(4-(6-(己氧基)-2-萘基)-1-(1,3-丁二炔基))-3-乙烯基-苯乙炔基)-N,N-二甲基苯胺。 通过核磁共振和元素分析对其结构进行了表征,通过差式扫描量热分析(DSC)、偏光显微镜(POM)和阿贝折射仪研究了其液晶性和双折射特性;通过紫外-可见吸收光谱仪和荧光分光光度计测得其吸收-发射光谱。 测量发现该化合物具有热致型向列相液晶特性和很高的双折射值(Δn=0.47)。 化合物溶液荧光发射波长为470 nm,荧光量子产率高达97%。 应用旋转涂膜的方法制作的双层器件ITO/PEDOT/liquid crystal compound/Mg:Ag(10:1)/Ag(ITO:氧化铟锡,PEDOT:聚3,4-乙撑二氧噻吩),电致发光波长为503 nm,器件显示了较好的电致发光稳定性和二极管整流特性,启动电压较低(6.75 V),在14.75 V时达到最大亮度150 cd/m²。 该化合物有望作为一种潜在的液晶显示材料和电致发光材料。     

Nonlinear Optical BBO Crystals: Growth, Properties and Applications

1　 INTRODUCTIONLow temperature phase barium metaborateβ- Ba B2 O4 ( BBO) as a new nonlinearoptical material was firstdiscovered in 1 979by Chen's group of the Fujian Instituteof Research on the Structure of Matter,People's Republic of China〔1〕.BBO has anumber ofexcellentpropertiessuch aslarge effective SHG coefficients,large birefrin-gence,wide transparent spectral range,high damage threshold and good machnicaland chemical properties.Particularly attractive feature is its UV t…     

Optical Properties of Ce-Doped Lithium Niobate Crystals with Various Li/Nb Ratio

Ce-doped lithium niobate （LiNbO3） single crystals were grown from the melts with various Li/Nb molar ratios （0.750, 0.850, 0.946, 1.100, 1.250 and 1.380） by Czochralski method, while doping concentration of Ce was 0.1 mol%. Infrared spectra （IR） and Ultraviolet-visible absorption spectra （UV） of the crystals were measured to investigate the location of Ce ions and defect structure in crystals. The writing time, erasing time, photorefractive sensitivity and dynamic range were measured by two-wave coupling equipment. The results showed that Ce takes the place of Li lattice site, and the LiNbO3 crystal grown from the melt with Li/Nb ratio of 1.250 is stoichiometric crystal, which has the best properties due to the synergistic effect of Ce ion and Li/Nb ratio. Also the influence of various Li/Nb ratios on the defect structure and optical properties of the crystal was reported.     

Optical Properties and Structural Perfection of Chicago Sky Blue 6B-doped KDP Crystals

KDP crystals doped with Chicago Sky Blue 6B(CSB-6B) were grown by traditional lowering temperature method.The optical properties and structural perfection of KDP crystals were investigated by transmittance spectra and high-resolution X-ray diffraction,respectively.The results indicate that CSB-6B tends to be incorporated into the pyramidal sector of KDP crystals(PyS-KDP) and lead to inclusions parallel to(101) face.Additionally,the transmittance of as-grown KDP crystals decreases as the amount of CSB-6B increases.Moreover,the rocking curves of PyS-KDP suggest that CSB-6B can deteriorate the structural perfection of PyS-KDP.     

Preparation and Optical Properties of New Metal/Macromolecule Architectures

Polymer nanocomposite films with unusual and anisotropic optical properties were obtained by the controlled in-situ generation of noble metal nanoparticles (NPs). Poly(vinyl alcohol) (PVA) and poly(ethylene-co-vinylalcohol) (EVAl) nanocomposites containing gold and silver NPs were efficiently produced by a photo-reduction or thermal process both operating directly in the solid state and resulted efficiently stabilized by the presence of polymer hydroxyl groups, which prevent particles agglomeration. Uniaxial drawing of the NPs/polymer composites promoted anisotropic packing of the embedded particles along the stretching direction of the film, resulting in a shift of the surface plasmon resonance well above 40 nm and thus producing a well-defined polarization-dependent colour change. Such nanostructured materials when are obtained in the form of thin films can be applied to several fields, from sensor to photonics (i.e., macromolecular strain sensor, linear absorbing polarizer).     

Optical birefringence in a fluid near its critical point with stratification under gravity

Electromagnetic wave propagation in an inhomogeneous medium is discussed in the context of light propagation in a fluid near its critical point, stratified under gravity. The system exhibits birefringence, where the transverse electric (te) and the transverse magnetic (tm) waves travel with different phase-velocities, depending upon the density-gradients with height set up in the system. The possibility of experimentally detecting the predicted phenomenon is also discussed.     

含绿色荧光蛋白发色团双自由基分子的非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了系列含绿色荧光蛋白发色团双自由基分子光学异构体的几何结构、极化率(αs)和第一超极化率(βtot).结果表明,引入电子给受体取代基使分子的极化率增大,而对第一超极化率有不同影响.对于光照前的反式结构,引入电子受体βtot值增加,且βtot值随取代基吸电子能力的增强而增大;引入电子给体βtot值降低,且βtot值随取代基给电子能力的增强而减小.当分子变成相应的顺式结构时,其βtot值变化趋势与反式结构的结果正好相反.光异构化前后分子的βtot值变化不同,引入电子受体使顺式结构的βtot值比反式结构的小,其中―NO2使顺式结构的βtot值减小为反式结构的1/6;引入电子给体使反式结构的βtot值比顺式结构的小,其中―NH2使反式结构的βtot值减小为顺式结构的1/6.从而,光异构化起到调节非线性光学(NLO)响应的作用.