寧波材料所智能流體及其結(jié)構(gòu)色調(diào)控研究取得新進(jìn)展
新穎的自組裝結(jié)構(gòu)是光子晶體產(chǎn)生特定光傳輸現(xiàn)象的根本原因,自然界中的自組裝結(jié)構(gòu)顯色隨處可見,有礦物,植物,動物等,如膠體晶體蛋白石、象鼻蟲、藍(lán)閃蝶、海底魚類等,他們呈現(xiàn)五彩斑斕的顏色。膠體顆粒在一定的外界刺激下自組裝形成的響應(yīng)性光子晶體性質(zhì)變化可逆,可控,在光電顯示、傳感、防偽等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。在光電顯示領(lǐng)域,與溫度、光、力、化學(xué)環(huán)境等刺激相比,電場的刺激更直接有效,且更容易精確調(diào)控。
寧波材料所微納功能材料與應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)綜合利用SiO2形貌容易控制和TiO2折射指數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)合成了不同粒徑的SiO2@TiO2核殼結(jié)構(gòu)的顆粒。該顆粒殼層厚度可控,形貌均一,可以解決氧化鐵基粒子制備時間長,容易沉降的難題。
在電場的作用下,該粒子可在不同溶劑中形成有序排布,對入射光的傳播路徑具有調(diào)控作用。相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在國際期刊Journal of Materials Chemistry C, 2014,2:1990-1994。最近,研究人員為增加粒子之間的靜電相互作用力,進(jìn)一步拓展光譜調(diào)控范圍,并研究功能基團(tuán)在光調(diào)變中作用,選用不同的表面活性劑對SiO2@TiO2核殼結(jié)構(gòu)粒子進(jìn)行了表面修飾,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過非離子表面活性劑修飾的粒子具有很好的光譜調(diào)節(jié)性。該成果發(fā)表在RSC Advances,2015,5, 6489-6493。上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金(11404347)和寧波市自然科學(xué)基金(2014A610123)的支持。

SiO2@TiO2懸浮液在電場作用下的顏色圖
(納米事業(yè)部 孫愛華)