光子晶體是由兩種或兩種以上具有不同介電常數(shù)的材料在空間按照一定的周期性排列而成的一類光學(xué)材料,通過控制其中光子禁帶的位置,可獲得仿生結(jié)構(gòu)色效果。目前,為了得到顯眼的結(jié)構(gòu)色效果,大多數(shù)研究者在構(gòu)造光子晶體生色結(jié)構(gòu)時(shí)均選擇利用色素對基底進(jìn)行底色預(yù)處理,這勢必造成制備工序繁雜,甚至產(chǎn)生過多的能耗。如何縮減基底預(yù)處理工序,直接在基材上構(gòu)筑生色鮮艷明亮的光子晶體結(jié)構(gòu)的研究是近年的熱點(diǎn)課題。本文設(shè)計(jì)和制備適宜構(gòu)筑仿生光子晶體生色結(jié)構(gòu)的色素/聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)基元,然后以其為生色主體分別制備噴印墨水和液態(tài)顏料,再通過數(shù)碼噴印和手繪兩種方式將墨水和顏料直接應(yīng)用于未經(jīng)底色預(yù)處理的基材上構(gòu)筑光子晶體結(jié)構(gòu)生色圖案。研究將為采用膠體微球自組裝法在未經(jīng)底色預(yù)處理的基材上構(gòu)筑光子晶體生色結(jié)構(gòu)提供有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:（1）采用無皂乳液聚合法制備聚（苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯）（P（St-MAA-BA））微球,然后以其為種子,通過溶脹吸附法制備分散染料與P（St-MAA-BA）復(fù)合結(jié)構(gòu)基元（記作分散染料@P（St-MAA-BA）微球）,探究聚合反應(yīng)參數(shù)對P（St-MAA-BA）微球粒徑和... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１光子晶體結(jié)構(gòu)示意圖．??“”

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?基于色素／微球復(fù)合結(jié)構(gòu)基元的仿生光子晶體結(jié)構(gòu)生色研宄??沉積、離心沉積、電泳沉積、重力沉降等。如圖１．２所示，李偉斌等人在實(shí)踐十號(hào)返回??式衛(wèi)星上開展空間膠體自組裝實(shí)驗(yàn)，闡明了重力在膠體微球組裝過程中的作用，進(jìn)一步揭??示了膠體自組裝現(xiàn)象，為制作大面積高質(zhì)量的膠體晶體提供理論支持，為未來制備出具有??實(shí)用價(jià)值的光子晶體器件打下了基矗丁嬌［３４］等人使用垂直沉積法自組裝，在特定環(huán)境下，??將Ｓｉ０２的水或乙醇分散液組裝在紡織基材上，得到了規(guī)整有序的蛋白石光子晶體結(jié)構(gòu)，使??紡織品擁有了五彩繽紛的視覺效果。蔣勛等人［３５］利用垂直沉積法和離心組裝法對聚苯乙烯??微球膠體晶體進(jìn)行組裝。通過對比了兩種組裝方法，認(rèn)為離心組裝法制備周期短，能適用??不同粒徑的微球，當(dāng)對結(jié)構(gòu)有序程度要求比較高時(shí)，可采用離心組裝法。??⑷?ｉｎ??警咖■??圖１．２（ａ）空間實(shí)驗(yàn)原理示意圖；（ｂ）宏觀相機(jī)中觀察到的液滴輪廓；??（ｃ）顯微鏡中觀察到的膠體顆粒運(yùn)動(dòng)．??（２）噴印法??數(shù)碼噴印法是將目標(biāo)圖案通過軟件計(jì)算輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，經(jīng)系統(tǒng)計(jì)算后，再由程序控??制數(shù)控墨水分配系統(tǒng)把彩色噴印墨水直接施加在織物上，直到圖案的形成。有研宄人員將??數(shù)碼噴印技術(shù)應(yīng)用到光子晶體的制備中，并命名為數(shù)碼噴印自組裝。這種方法構(gòu)圖精細(xì)，??準(zhǔn)確定位，效率較高且可批量化生產(chǎn)，促進(jìn)了光子晶體結(jié)構(gòu)色的實(shí)際應(yīng)用。Ｐａｒｋ課題組［３６，３７］??利用噴墨打印設(shè)備，將單分散ＰＳｔ膠體微球通過由微機(jī)控制且?guī)в袎弘娧b置的打印噴頭，??施加到超疏水基底上，得到微陣列光子晶體。光子晶體墨滴干燥后，排列規(guī)整，基材適應(yīng)??性廣泛，如圖１．３所示。Ｃｕｉ等人［３８

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?基于色素／微球復(fù)合結(jié)構(gòu)基元的仿生光子晶體結(jié)構(gòu)生色研究??：鈣話熱第＿?＇?＾?＾＇Ｍ??ｗｒｎｍｍ＾?ｍ??：ｒｉ．？ｆ￣ｅ＾－－ｉ?＊ｒＴｓａ?｛ｓ．Ｃ＊�。常簦蓿觯纾�；３（Ｂｉ＿ｉＡ１Ｅ．；＿＿Ｓｇ．．?．＇ＪｗＣ?＾ｇｒｉ５＾．ｌ￣ａ＞?｜??圖１．３由二氧化硅微球墨水在多種基材上噴墨打印所構(gòu)筑圖案的ＳＥＭ圖像．其中，（ａ）硅片，??（ｂ）?Ｃｕ?薄膜和（ｃ）?ＯＴＳ－ＳＡＭ?膜．??ｗ?ｘ?／，＾（ｂ）?Ｗ??￥ｉ?：？?＾．?：?，＿??欄，廣?＼?＇?＾?．?．．??ｍｍｍａ—ｍ?Ｖｙ?ａｎｗｉ—ｎ??Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ?ａｉｒ?＾＾７?Ｖ１?°ｙ°＼??＞Ｓ?Ｃ￥：ｆＨ??ＬａＣｓＳｅｎｓｉｏｎ?，??圖１．４大面積快速噴印法制備膠體光子晶體原理圖．??（３）刮涂法??刮涂法通常指采用涂布器進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)或手工涂裝以得到特定厚度薄膜的一種鍍膜??方法。包括輥壓涂布和刮刀涂布。近幾年，有研宄人員將刮涂法引入光子晶體的制備中，??以此來組裝光子晶體，正是由于這種方法簡便快捷，可大面積應(yīng)用這一特點(diǎn)。ＹａｎｇＨ等人??［３９］利用刀片涂層法，首先將固定的９０°剃刀刀片放在基底上，把懸浮液沿著葉片側(cè)壁分配??到基材上，然后用注射泵以受控速度拖動(dòng)基底，刀片可以將膠體懸浮液均勻地鋪展在基底??上，使液態(tài)顏料在不同基底上簡單快速大面積的構(gòu)建光子晶體結(jié)構(gòu)色，如圖１．５所示。該??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
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