發(fā)布時間：2020-09-30 12:30

　　 雙層膜表面褶皺由于其獨特的結(jié)構(gòu)在柔性電子器件、光柵、智能窗戶、材料物性表征、結(jié)構(gòu)化模板等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。本論文發(fā)展了一種普適的方法制備力響應(yīng)型雙層膜表面褶皺,系統(tǒng)研究了雙層膜表面褶皺的光學(xué)性質(zhì)、形貌調(diào)控、循環(huán)壽命等;利用聚乙烯醇特有的性質(zhì)設(shè)計了濕度和溫度雙重刺激響應(yīng)型聚乙烯醇/聚二甲基硅氧烷(PVA/PDMS)雙層膜表面褶皺,并探索了其在智能窗戶、可擦重寫光學(xué)顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。具體研究內(nèi)容如下:(1)機械應(yīng)力響應(yīng)型表面褶皺的制備及其光學(xué)性質(zhì)研究針對傳統(tǒng)褶皺制備方法存在的復(fù)雜、成本高、普適性低等問題,本論文使用O2等離子親水化處理PDMS表面,然后涂覆表層膜溶液制備雙層膜。經(jīng)過單軸預(yù)拉伸/釋放,使用不同的表層膜材料在彈性的PDMS基底上制備了高度有序、垂直于應(yīng)力方向、無裂紋的正弦型表面褶皺,包括PVA、殼聚糖(CS)、羥乙基纖維素(HEC)和PVA與CS的混合膜。PVA/PDMS膜表面褶皺具有優(yōu)異的力響應(yīng)光學(xué)性質(zhì),能夠在較小的應(yīng)變下(20%)實現(xiàn)可見光透過率6%-91%的大范圍可逆調(diào)控,循環(huán)次數(shù)達(dá)到2000次而不發(fā)生明顯的光學(xué)性質(zhì)變化,并且僅通過改變預(yù)拉伸應(yīng)變和PVA膜厚度大范圍調(diào)控表面褶皺波長和振幅。這種普適的制備方法適用于制備大面積膜/基雙層膜褶皺體系,在力響應(yīng)光學(xué)轉(zhuǎn)換裝置等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。(2)快速雙重刺激響應(yīng)型PVA/PDMS雙層膜表面褶皺的設(shè)計和性質(zhì)研究具有多重刺激響應(yīng)型表面褶皺的研究鮮有報道。本文利用PVA在熱和水汽作用下彈性模量的變化,設(shè)計了具有濕度和溫度雙重響應(yīng)的PVA/PDMS膜表面褶皺。制備的表面褶皺具有優(yōu)異的性能,如快速的響應(yīng)時間、良好的可逆循環(huán)壽命和較大的可見光透過率調(diào)制范圍。此外,雙重刺激響應(yīng)的表面褶皺具有很高的雙穩(wěn)態(tài),能夠在不消耗外界能量下維持透明狀態(tài)和模糊狀態(tài)超過4個月而不發(fā)生明顯的光學(xué)性質(zhì)變化。這種雙重刺激響應(yīng)表面褶皺在溫度和濕度驅(qū)動的智能窗戶和可擦重寫光學(xué)顯示領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ325.9;TB383.2
【部分圖文】：

然界中發(fā)現(xiàn)很多褶皺現(xiàn)象，例如連綿起伏的山峰、蜥蜴粗糙的皮膚、斗牛犬的皮逡逑毛、年老的皮膚表面皺紋和千燥縮水的果皮等。摺皺的尺寸跨度范圍很大，上至逡逑數(shù)千米（如山峰），下至肉眼不可見的納米級別（如圖１．１）。人類早期對褶皺的逡逑研究源于其給人們生活帶來的不便和危害，如第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)斗機機翼逡逑表面形成褶皺導(dǎo)致了材料失去了原有的力學(xué)性能，致使飛機事故頻發(fā)。隨著科學(xué)逡逑技術(shù)的進(jìn)步，褶皺形成理論逐漸被完善，材料表面褶皺新的功能被不斷開發(fā)出來，逡逑己經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于調(diào)控材料表面的粘附力［Ｍ］、潤濕性［４］，以及表面防污１５］、微逡逑球自組裝［６］、柔性電子器件［７］、光學(xué)器件等諸多領(lǐng)域。逡逑ｍ邋ｄ逡逑１００ｎｍ邐ｉｍｍ邋Ｍ邋１邐，\：因~朣緬義希懾澹懾�！■■■埩x賢跡椋檣鈧械倪≈逑窒簀義希疲椋紓酰潁邋澹保卞澹櫻酰潁媯幔悖邋澹鰨潁椋睿耄歟澹簀澹椋鑠澹錚酰蟈澹歟椋媯澹義希卞義

本文編號：2830848