凝膠光子晶體的組裝及響應(yīng)性研究.pdf

1、本文采用簡單易行、方便快捷的疏水誘導(dǎo)法組裝得到聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)、聚N-異丙基丙烯酰胺/丙烯酸(PNIPAM-co-AAc)蛋白石結(jié)構(gòu)凝膠光子晶體，利用SEM掃描電鏡和TEM透射電鏡對其結(jié)構(gòu)表征。并進一步研究了此蛋白石結(jié)構(gòu)的凝膠光子晶體的結(jié)構(gòu)顏色及布拉格衍射峰對外界環(huán)境的響應(yīng)性。在此基礎(chǔ)上，深入地研究了反蛋白石結(jié)構(gòu)的聚丙烯酰胺凝膠(IOHPAM)光子晶體對醇類物質(zhì)的響應(yīng)性。 1本文采用沉淀聚合的方法制備了單分散

2、的PNIPAM、PNIPAM-co-AAc納米微球，其粒徑范圍在200-300nm。 2利用疏水誘導(dǎo)的方法將單分散的凝膠微球組裝成蛋白石結(jié)構(gòu)的凝膠光子晶體，著重討論了沉積溫度、沉積時間對光子晶體組裝的影響。由于PNIPAM具有低臨界溫度(LCST)，在這個溫度之上凝膠疏水，高溫促使疏水微球有序排列，控制適當?shù)某练e時間及水含量便得到結(jié)構(gòu)顏色可調(diào)的蛋白石凝膠光子晶體。并進一步探討了AAc含量及交聯(lián)度大小對此凝膠光子晶體組裝的影響。隨

3、AAc含量的增加，凝膠光子晶體的結(jié)構(gòu)顏色及反射峰紅移，而隨交聯(lián)度的增大，凝膠光子晶體的結(jié)構(gòu)顏色和反射峰藍移。 3研究了PNIPAM-co-AAc蛋白石凝膠光子晶體的水含量可逆響應(yīng)性、溫度響應(yīng)性、溶劑響應(yīng)性(乙醇、丙酮)。此凝膠光子晶體的結(jié)構(gòu)顏色及反射峰隨環(huán)境的可逆變化發(fā)生不同程度的藍移或紅移，并且發(fā)現(xiàn)光子晶體的結(jié)構(gòu)顏色隨觀察角度變化而不同，觀察角度逐漸增大時，同一凝膠光子晶體的顏色發(fā)生藍移。 4制備了性能穩(wěn)定的IOHPA

4、M光子晶體，研究了其對醇類物質(zhì)的響應(yīng)情況。不同濃度的一元醇(甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、叔丁醇)、結(jié)構(gòu)不對稱的二元醇(1，2-丙二醇)及長鏈醇(聚乙二醇-200、400、800、1000)水溶液使IOHPAM結(jié)構(gòu)顏色及反射峰發(fā)生不同程度的藍移；不同濃度的結(jié)構(gòu)對稱的二元醇(乙二醇)及多元醇(丙三醇、山梨醇)水溶液使IOHPAM結(jié)構(gòu)顏色及反射峰發(fā)生不同程度的紅移。而且，我們研究了干擾物存在時，IOHPAM響應(yīng)性的變化情況，發(fā)現(xiàn)一元醇之間及一