基于膠體晶體陣列傳感材料的制備與性能.pdf

1、膠體晶體是單分散性的膠體粒子自組裝形成的一種類似于晶體的有序結(jié)構(gòu)。由于體系內(nèi)不同介電常數(shù)的介質(zhì)隨空間呈現(xiàn)周期性變化，膠體晶體具有獨(dú)特的光子禁帶及布拉格衍射現(xiàn)象，呈現(xiàn)絢麗的結(jié)構(gòu)色。本研究以響應(yīng)性聚合物凝膠為連續(xù)相填充膠體晶體，成功制備出在納米或介觀尺度高度有序的聚合膠體晶體（PCCA）。其結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性、合成的靈活性及反饋信號(hào)的易檢測(cè)性，使 PCCA在物理、化學(xué)及生物傳感領(lǐng)域存在巨大的潛力，成為一類獨(dú)具特色的光學(xué)傳感材料。對(duì)聚合膠體晶體進(jìn)

2、行改性以賦予其新的特性，使其更好地適用于新的應(yīng)用領(lǐng)域和環(huán)境，是膠體晶體的重要研究方向之一。
　　本文從制備單分散性聚苯乙烯微球并組裝膠體晶體出發(fā)，以丙烯酰胺為單體，N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，利用光引發(fā)聚合法制備了聚合膠體晶體，探討了其對(duì)外加壓力的響應(yīng)行為。在此基礎(chǔ)上，以丙烯酸為改性單體對(duì) PCCA進(jìn)行功能化改性，制備了具有pH敏感性的PCCA，研究了其pH傳感性能，并將其用于對(duì)皮革浸酸過(guò)程的pH監(jiān)測(cè)。
　　為改善

3、PCCA的壓力傳感性能及存儲(chǔ)穩(wěn)定性，以聚合物水凝膠為連續(xù)相的PCCA在傳感器件及光學(xué)器件等應(yīng)用中經(jīng)常需要脫除其中的水分，以獲得在空氣中穩(wěn)定的干態(tài)材料。但是，由于凝膠的內(nèi)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)塌陷等因素的存在，直接干燥會(huì)導(dǎo)致 PCCA內(nèi)嵌有序結(jié)構(gòu)和光子帶隙的消失。本文在光引發(fā)聚合制備聚丙烯酰胺為連續(xù)相聚合膠體晶體的基礎(chǔ)上，基于離子液體的吸水性和穩(wěn)定性，制備了離子液體聚合膠體晶體(ILPCCA)。同時(shí)探討了離子液體用量、微球的體積分?jǐn)?shù)、離子液體類型和溫