聚丙烯酰胺凝膠光子晶體的溶劑和壓力響應(yīng)性的研究.pdf

1、光子晶體是材料的介電常數(shù)在空間呈周期性排列形成的人工結(jié)構(gòu)。光子晶體具有光子帶隙和光子局域等特征，能夠控制光線在光子晶體內(nèi)的傳播，這一特點(diǎn)使其在光電子器件和通信領(lǐng)域的應(yīng)用有著非常廣闊的前景。 響應(yīng)性光子晶體是指光子晶體的帶隙結(jié)構(gòu)對(duì)外部刺激（如：pH值，溫度，壓力，特定化學(xué)物質(zhì)等）的變化具有一定響應(yīng)性。將具有響應(yīng)性的聚合物制備成具有光子晶體結(jié)構(gòu)的材料，在一定外界條件刺激下，使其發(fā)生體積上的變化，進(jìn)而引起光子晶體的光子帶隙改變，在宏觀

2、上表現(xiàn)為光譜和顏色的變化。本文具體研究?jī)?nèi)容如下： 1.采用乳液聚合法通過調(diào)節(jié)乳化劑加入量制備了粒徑在180nm-300nm之間的單分散性聚苯乙烯（PS）微球。 2.通過垂直沉積法制得單晶態(tài)的蛋白石結(jié)構(gòu)聚苯乙烯（PS）模板。并探討了溫度和沉積乳液濃度對(duì)模板蛋白石結(jié)構(gòu)的影響。通過調(diào)節(jié)沉積的溫度和乳液濃度來調(diào)整膠體粒子的沉積速度，能夠得到單晶態(tài)的面心立方（FCC）堆積結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯模板。 3.使用蛋白石結(jié)構(gòu)聚苯乙烯模板

3、，采用毛細(xì)力誘導(dǎo)法向模板中填充丙烯酰胺、丙烯酰胺/丙烯酸和丙烯酰胺/NSA的前驅(qū)液，然后采用氧化還原引發(fā)在室溫下進(jìn)行聚合，并通過溶劑去除模板，得到了反蛋白石結(jié)構(gòu)凝膠光子晶體。通過掃描電鏡和光纖光譜儀等光學(xué)分析，反蛋白石凝膠保持了長(zhǎng)程有序的周期性結(jié)構(gòu)并表現(xiàn)出鮮艷的結(jié)構(gòu)顏色和尖銳的單峰。 4.對(duì)制備的多種反蛋白石凝膠進(jìn)行響應(yīng)性的測(cè)試，測(cè)試了聚丙烯酰胺凝膠對(duì)不同比例有機(jī)溶劑/水的響應(yīng)性、丙烯酰胺丙烯酸共聚凝膠對(duì)外界壓力的響應(yīng)性以及N-