光子晶體是一種由兩種以上介電常數(shù)不同的物質(zhì)在空間上周期性排列的微納結(jié)構(gòu),能強(qiáng)烈反射特定波長的光,具有鮮艷的結(jié)構(gòu)色。刺激響應(yīng)型光子晶體能夠在外場激勵如溫度、電場、磁場、pH、溶劑和藥物等作用下改變光子晶體晶格間距進(jìn)而改變結(jié)構(gòu)色。近年來對外界環(huán)境具有響應(yīng)特征的光子晶體被廣泛研究,使其在光子芯片、色度傳感器、顯示材料、仿生器件、生物醫(yī)療等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。具有蛋白石結(jié)構(gòu)和反蛋白石結(jié)構(gòu)的光子晶體可通過對刺激響應(yīng)材料結(jié)構(gòu)的變化設(shè)計(jì)出多重響應(yīng)的光學(xué)器件,實(shí)現(xiàn)對外界刺激源的探測,在諸多領(lǐng)域開始引起關(guān)注。目前,研究較多圍繞在平面型的光子晶體及其響應(yīng)行為的調(diào)控,針對三維立體及柔性光子晶體的實(shí)時響應(yīng)行為研究較少。因此,本文從光子晶體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā),通過多種刺激響應(yīng)材料復(fù)合成蛋白石和反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體體系,并對其調(diào)控機(jī)制和實(shí)時響應(yīng)行為進(jìn)行了探究。主要內(nèi)容包括:1.構(gòu)建了特異響應(yīng)型反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體水凝膠微球,通過改良的STOBER法水解制備粒徑高度均一的SiO2納米粒子,搭建微流道平臺組裝蛋白石結(jié)構(gòu)SiO2光子晶體微球模板。通過分子印跡水凝膠和蛋白石光子晶體微球模板結(jié)合,利用低溫紫外聚合的方式盡可能完整...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 光子晶體概述
        1.2.1 光子晶體的基本概念
        1.2.2 光子晶體的分類
        1.2.3 光子晶體的制備方法
    1.3 響應(yīng)型光子晶體的研究與發(fā)展
        1.3.1 溫度響應(yīng)特性的光子晶體
        1.3.2 溶劑響應(yīng)特性的光子晶體
        1.3.3 力致響應(yīng)特性的光子晶體
        1.3.4 藥物響應(yīng)特性的光子晶體
        1.3.5 其他響應(yīng)特性及新型光子晶體
    1.4 非平面型光子晶體的研究與發(fā)展
        1.4.1 蛋白石結(jié)構(gòu)刺激響應(yīng)型光子晶體微球
        1.4.2 反蛋白石結(jié)構(gòu)刺激響應(yīng)型光子晶體微球
    1.5 本論文研究目的及意義
    1.6 本論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 特異響應(yīng)型反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體水凝膠微球的構(gòu)建及其調(diào)控
    2.1 引言
    2.2 反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體分子印跡水凝膠微球的構(gòu)建
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
            2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及主要儀器
            2.2.1.2 反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體分子印跡水凝膠微球的制備及表征
        2.2.2 結(jié)果與討論
            2.2.2.1 蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體微球特性的研究
            2.2.2.2 反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體分子印跡水凝膠微球及響應(yīng)特性的研究
    2.3 特異響應(yīng)型反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體水凝膠微球色度檢測及其調(diào)控機(jī)制
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
            2.3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及主要儀器
            2.3.1.2 特異響應(yīng)型反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體水凝膠微球色度檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及構(gòu)建
        2.3.2 結(jié)果與討論
            2.3.2.1 特異響應(yīng)型反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體水凝膠微球尺寸效應(yīng)的研究
            2.3.2.2 特異響應(yīng)型反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體水凝膠微球陣列用于甲基膦酸的快速檢測
    2.4 小結(jié)
第三章 多色Janus結(jié)構(gòu)實(shí)時磁響應(yīng)型蛋白石光子晶體微球陣列的構(gòu)建及其磁響應(yīng)調(diào)控
    3.1 引言
    3.2 Janus結(jié)構(gòu)磁響應(yīng)光子晶體微球的構(gòu)建
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
            3.2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及主要儀器
            3.2.1.2 單分散p(St-MMA-AA)乳膠粒子的制備及表征
            3.2.1.3 Janus蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體微球的制備及表征
        3.2.2 結(jié)果與討論
            3.2.2.1 單分散p(St-MMA-AA)乳膠粒子結(jié)構(gòu)特性的研究
            3.2.2.2 Janus蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體微球光學(xué)特性的研究
            3.2.2.3 Janus蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體微球尺寸特性的研究
            3.2.2.4 Janus蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體微球磁響應(yīng)特性的研究
    3.3 多色Janus結(jié)構(gòu)磁響應(yīng)型蛋白石光子晶體微球陣列用于實(shí)時磁響應(yīng)顯示材料的研究
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
            3.3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及主要儀器
            3.3.1.2 單色Janus磁響應(yīng)型蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體微球陣列的設(shè)計(jì)及構(gòu)建
            3.3.1.3 多色Janus結(jié)構(gòu)磁響應(yīng)型蛋白石光子晶體微球陣列圖案的設(shè)計(jì)及構(gòu)建
        3.3.2 結(jié)果與討論
            3.3.2.1 單色Janus結(jié)構(gòu)磁響應(yīng)型蛋白石光子晶體微球陣列調(diào)控機(jī)制的研究
            3.3.2.2 多色Janus結(jié)構(gòu)磁響應(yīng)型蛋白石光子晶體微球陣列圖案調(diào)控機(jī)制的研究
    3.4 小結(jié)
第四章 近紅外光響應(yīng)實(shí)時顯示型光子晶體薄膜的構(gòu)建及其可調(diào)制光響應(yīng)機(jī)理研究
    4.1 引言
    4.2 溫敏型蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體薄膜的快速制備和構(gòu)建
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
            4.2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及主要儀器
            4.2.1.2 溫敏型蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體薄膜的制備
            4.2.1.3 溫敏型蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體薄膜的表征
        4.2.2 結(jié)果與討論
            4.2.2.1 溫敏型光子晶體薄膜結(jié)構(gòu)特征研究
            4.2.2.2 溫敏型蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體薄膜特性研究
            4.2.2.3 溫敏型蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體薄膜光學(xué)性能研究
    4.3 近紅外光實(shí)時響應(yīng)型光子晶體薄膜的構(gòu)建及其特性的研究
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
            4.3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及主要儀器
            4.3.1.2 近紅外光實(shí)時響應(yīng)型光子晶體防偽標(biāo)簽的制備及表征
            4.3.1.3 近紅外光實(shí)時響應(yīng)型多色光子晶體柔性薄膜的制備
        4.3.2 結(jié)果與討論
            4.3.2.1 近紅外光實(shí)時響應(yīng)型光子晶體薄膜的界面及力學(xué)性能研究
            4.3.2.2 近紅外光實(shí)時響應(yīng)型光子晶體用于柔性防偽標(biāo)簽的研究
            4.3.2.3 近紅外光非接觸式多色光子晶體柔性薄膜的實(shí)時顯示特性研究
    4.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
博士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書



本文編號：3829304