聚苯乙烯基2D-3D膠體光子晶體的結(jié)構(gòu)調(diào)控和光學(xué)性能.pdf

1、膠體光子晶體，是受自然界中光子晶體結(jié)構(gòu)的啟發(fā)、通過(guò)單分散乳膠粒的自組裝而形成，呈現(xiàn)出的顏色鮮艷，色彩飽和度高，可作為檢測(cè)特定分析物的化學(xué)和生物傳感器。但傳統(tǒng)以苯乙烯(St)為基體的光子晶體膜存在功能單一、脆性高、難揭膜、響應(yīng)慢等不足。本文通過(guò)無(wú)皂乳液聚合制得兩種單分散性的功能性微球聚(苯乙烯-co-烯丙胺)(Poly(St-co-AA))和聚(苯乙烯-co-N-羥甲基丙烯酰胺)(Poly(St-co-NMA))，分別采用針尖法和垂直沉降

2、法構(gòu)筑了2D光子晶體納米復(fù)合凝膠傳感器和無(wú)裂紋的自交聯(lián)3D光子晶體，并對(duì)其化學(xué)組成、粒徑大小和分布、響應(yīng)性能和光學(xué)性能進(jìn)行了研究，主要開(kāi)展了如下兩部分工作:
　　(1)借鑒納米復(fù)合思想，將以無(wú)機(jī)納米黏土硅酸鎂鋰(LMSH)為物理交聯(lián)劑的聚(N-異丙基丙烯酰胺)(Poly(NIPAm/LMSH))納米復(fù)合水凝膠與2DPoly(St-co-AA)光子晶體相結(jié)合，制得溫度響應(yīng)性敏感和溶脹速率快的2D光子晶體納米復(fù)合凝膠膜。確證了產(chǎn)物的化

3、學(xué)組成，系統(tǒng)研究了引發(fā)劑濃度和AA/St體積比對(duì)Poly(St-co-AA)微球水動(dòng)力學(xué)直徑(DH)、多分散性指數(shù)(PDI)、微觀形貌的影響規(guī)律，探究了不同溫度和溶脹時(shí)間下納米復(fù)合凝膠膜中光子晶體的形貌和間距變化。結(jié)果表明:隨AA/St體積百分比由4％增至8％，Poly(St-co-AA)微球的DH由655.7 nm降至471.8 nm，PDI為0.034-0.134;調(diào)節(jié)溫度至37℃，所得光子晶體納米復(fù)合凝膠膜從載玻片上自動(dòng)脫離剝落;

4、當(dāng)溶脹時(shí)間由0增至8 min，凝膠膜中的微球間距由654 nm增至1128nm，表明該納米復(fù)合凝膠膜在溫度/濕度檢測(cè)方面潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　(2)采用無(wú)皂乳液聚合制得具有核殼結(jié)構(gòu)、且表面含有活性-OH基團(tuán)的Poly(St-co-NMA)微球，由FTIR、XPS和EA證實(shí)St和NMA成功共聚，探索了不同NMA/St質(zhì)量百分比對(duì)微球粒徑大小和單分散性的影響關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨NMA/St質(zhì)量百分比由5.5％增至28％，微球的DH由347.6