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文檔簡介
1、印染是紡織行業(yè)的一個重要過程,它可以讓織物顯現(xiàn)不同的顏色。然而,染色過程中消耗了大量的新鮮水用以溶解染料及沖洗織物。最終未被吸收的染料殘留在水中,形成了嚴重污染環(huán)境的工業(yè)污水。結(jié)構(gòu)色是處于可見光波段的光與復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作用而被強烈反射、衍射或散射,從而顯現(xiàn)出絢麗色彩的物理現(xiàn)象。與化學染料相比,結(jié)構(gòu)色具有不使用染料,低能量消耗和永不褪色的優(yōu)點,因此是一個使纖維著色的很有前景的方法。在最近幾年中,研究者們多次嘗試通過膠體自組裝來制備
2、圓柱狀纖維,然而對纖維制備方法及其光學性質(zhì)的研究目前仍然很缺乏。
本文通過簡單可行的膠體自組裝法將超細毛細管浸沒在聚苯乙烯(PS)納米球分散液中來制備結(jié)構(gòu)色纖維。隨著水分慢慢蒸發(fā),納米球在毛細管中形成了圓柱狀的膠體晶體纖維。纖維顯現(xiàn)的不同顏色源自光與膠體晶體彎曲的面心立方(f.c.c.)(111)晶面相互作用產(chǎn)生的布拉格反射。膠體晶體纖維的顏色可以通過改變膠體納米球的大小或者改變毛細管的直徑而很容易地調(diào)整。當入射角從0°變化到
3、30°時,沿著纖維徑向變化的反射光譜不隨入射光角度的變化而變化,這一特殊性質(zhì)取決于圓柱狀光子晶體柱對稱的特點。但是沿著纖維軸向變化的反射光譜隨著入射角的改變,反射峰的位置發(fā)生了明顯的藍移。
此外還使用軟件建立數(shù)值模型對膠體晶體纖維的光學性質(zhì)進行了計算,計算結(jié)果與實驗測量得到的結(jié)果較為吻合。計算結(jié)果還表明膠體纖維的反射光譜僅受纖維外面幾層的排列影響,而與內(nèi)層的排列結(jié)構(gòu)無關(guān)。膠體纖維表面的缺陷和裂紋或者增大纖維的晶格常數(shù)會對實驗測
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