| 题名 | SiO2/聚合物体系构筑三维光子晶体及其结构研究 |
| 作者 | 许俊 |
| 学位类别 | 工学硕士 |
| 答辩日期 | 2013-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 刘维民 ; 郭志光 |
| 关键词 | 光子晶体 自组装 蛋白石 反蛋白石 Photonic crystals Self-assembly Opal Inverse opal |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 光子晶体具有控制光子传播的特性，由于其新奇的光学特性和广阔的应用前景，光子晶体的研究引起了国内外学者的广泛关注。目前制备光子晶体的方法主要有离子束刻蚀、生物模板法和胶体自组装法，其中胶体自组装法具有成本低、方法简单等优点，在光子晶体制备和研究中得到了广泛的应用。 本文主要是探索制备蛋白石和反蛋白石结构的三维光子晶体的垂直沉积法和提拉法等自组装方法，优化了光子晶体的制备条件。并且对反蛋白石结构进行了修饰，研究了其疏水性能。主要内容包括以下几个方面： 1.利用自组装方法简便、成本低的优点，探索了二氧化硅、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等微球的自组装方法。研究了不同的自组装方法，例如垂直沉积法、垂直提拉法、旋涂法组装得到的三维光子晶体的质量，发现运用垂直沉积法制得的光子晶体质量最高。并且探讨了垂直沉积法中温度、湿度对晶体质量的影响。结果表明调节一定的温度和湿度控制溶剂的蒸发速率，可以有效地减少光子晶体薄膜中的各种缺陷。并对胶体晶体中产生缺陷的原因进行了初步的分析。 2.为解决硬质微球组装成的晶体膜力学强度差、易龟裂的缺点，以聚合物软粒子为组装基元，合成了粒径均一的聚甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物微球，并采用垂直沉积法进行了胶体的自组装。结果表明制备的光子晶体膜具有良好的力学性能，能经受挤压和弯曲。 3.将聚苯乙烯微球与 SiO2 颗粒配置一定比例的悬浮液，在室温下采用垂直提拉成功制备了 SiO2 的反蛋白石结构。采用扫描电镜对材料的多孔结构进行了表征。结果表明，当聚苯乙烯微球与 SiO2 粒子的浓度比为 4: 0.4%时，制得的材料规整有序并且缺陷较少。同时运用了聚苯乙烯的蛋白石结构为模板，通过填充SiO2 的前驱体同样制备了 SiO2 的反蛋白石结构。 4.将上述得到的 SiO2反蛋白石结构经全氟硅烷修饰后，得到具有超疏水的反蛋白石晶体，静态接触角约为 153°，使其既具有光子晶体特性又具有超疏水的特点。 |
| 公开日期 | 2014-04-30 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/5538]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 许俊. SiO2/聚合物体系构筑三维光子晶体及其结构研究[D]. 中国科学院大学. 2013. |
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