響應(yīng)型光子晶體是一種動態(tài)調(diào)諧電磁波傳播的智能響應(yīng)材料,它能夠?qū)⑼饨绱碳まD(zhuǎn)化為光學(xué)信號和結(jié)構(gòu)色的變化,因而在綠色印刷、傳感器、防偽材料、太陽能電池與光催化等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著材料技術(shù)的進步及實際需求的改變,人們對響應(yīng)型光子晶體材料提出了更高的要求。人們迫切期望發(fā)展規(guī)�；�、高效制備高質(zhì)量光子晶體材料的合成方法,結(jié)合各種功能材料拓展響應(yīng)型光子晶體的類型,加深光子晶體響應(yīng)原理的理解,提高響應(yīng)型光子晶體的靈敏度、響應(yīng)速率與重現(xiàn)性,并實現(xiàn)光子晶體材料元器件的微型化,使其應(yīng)用于節(jié)能顯示器等領(lǐng)域。通常,構(gòu)筑響應(yīng)型光子晶體主要有兩種策略,其一是將響應(yīng)型基質(zhì)填充在膠體晶陣列中得到復(fù)合的響應(yīng)型材料,其二是直接制備響應(yīng)型組裝基元并進一步組裝得到功能性的光子晶體。研究表明將具有特色功能的膠粒作為組裝基元制備光子晶體,能夠充分發(fā)揮膠粒本身的性能,進一步提升材料的響應(yīng)性能,并有望拓展響應(yīng)型光子晶體的應(yīng)用。本論文采用以點帶面的方式,著重發(fā)展具有高折射率、介孔結(jié)構(gòu)或空心結(jié)構(gòu)的若干新型結(jié)構(gòu)基元,并以它們?yōu)榛A(chǔ)構(gòu)建了多種液態(tài)或固態(tài)響應(yīng)型光子晶體薄膜,探索響應(yīng)型光子晶體在可視化薄層色譜、結(jié)構(gòu)色顯示器件、化學(xué)傳感器等... 

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 膠體光子晶體
        1.1.1 光子晶體
        1.1.2 膠體光子晶體及其組裝
        1.1.3 膠體光子晶體的光學(xué)性質(zhì)
    1.2 響應(yīng)型膠體光子晶體
        1.2.1 響應(yīng)型膠體晶的響應(yīng)原理
        1.2.2 響應(yīng)型膠體晶的構(gòu)筑策略
    1.3 運用功能性基質(zhì)構(gòu)建響應(yīng)型光子晶體
        1.3.1 基于聚合物的響應(yīng)型光子晶體
        1.3.2 基于多孔材料的響應(yīng)型光子晶體
        1.3.3 基于液晶材料的響應(yīng)型光子晶體
    1.4 運用功能性膠粒構(gòu)建響應(yīng)型光子晶體
        1.4.1 基于高分子膠粒的響應(yīng)型光子晶體
        1.4.2 基于介孔膠粒的響應(yīng)型光子晶體
        1.4.3 基于金屬有機框架膠粒的響應(yīng)型光子晶體
        1.4.4 基于磁性膠粒的響應(yīng)型光子晶體
        1.4.5 基于高電荷膠粒的響應(yīng)型光子晶體
    1.5 液態(tài)膠體晶體系簡介
        1.5.1 液態(tài)膠體晶的制備方法
        1.5.2 液態(tài)膠體晶的結(jié)構(gòu)特點
        1.5.3 液態(tài)膠體光子晶體的應(yīng)用
    1.6 本論文選題思路與主要研究內(nèi)容
第二章 基于CeO_2@SiO_2 膠粒的電響應(yīng)光子晶體
    2.1 研究背景
    2.2 實驗藥品和儀器設(shè)備
    2.3 實驗步驟
        2.3.1 CeO_2、SiO_2與CeO_2@SiO_2 膠體顆粒的制備
        2.3.2 液態(tài)膠體晶的制備
        2.3.3 電場響應(yīng)的顯示單元陣列的制備
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 大規(guī)模制備尺寸均勻的CeO_2 膠體顆粒
        2.4.2 基于CeO_2 膠體顆粒的液態(tài)膠體晶
        2.4.3 CeO_2 膠體顆粒的表面修飾
        2.4.4 液態(tài)光子晶體的電響應(yīng)原理
        2.4.5 液態(tài)光子晶體的電響應(yīng)行為
        2.4.6 結(jié)構(gòu)基元對電響應(yīng)性能的影響
        2.4.7 CeO_2@SiO_2 液態(tài)光子晶體的電響應(yīng)速率、可逆性及穩(wěn)定性
        2.4.8 基于CeO_2@SiO_2 液態(tài)光子晶體的顯示陣列
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于介孔SiO_2 光子晶體的薄層色譜
    3.1 研究背景
    3.2 實驗藥品和儀器設(shè)備
    3.3 實驗步驟
        3.3.1 介孔SiO_2 膠體顆粒的合成
        3.3.2 玻璃基片的親水化處理
        3.3.3 基于介孔SiO_2 光子晶體的薄層色譜板的制備
        3.3.4 基于介孔SiO_2 光子晶體的反相薄層色譜板的制備
        3.3.5基于光子晶體薄層色譜的分離實驗
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 光子晶體薄層色譜板的工作原理
        3.4.2 光子晶體薄層色譜的結(jié)構(gòu)特點
        3.4.3 光子晶體薄層色譜板上樣品點的加載
        3.4.4 利用空間分辨反射光譜表征樣品的遷移
        3.4.5 單一組分化合物在介孔光子晶體板上的遷移
        3.4.6 基于光子晶體薄層色譜的可視化分離
        3.4.7 光子晶體薄層板的結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能優(yōu)化
        3.4.8 在反相光子晶體薄層色譜中應(yīng)用的擴展
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于MOF復(fù)合光子晶體的高效薄層色譜
    4.1 研究背景
    4.2 實驗藥品和儀器設(shè)備
    4.3 實驗步驟
        4.3.1 SiO_2 膠體晶薄膜的制備
        4.3.2 SiO_2 膠體晶薄膜的表面羧基修飾
        4.3.3 MOF包覆的膠體晶薄膜的制備
        4.3.4 薄層色譜分離
    4.4 結(jié)果分析與討論
        4.4.1 MOF包覆SiO_2 光子晶體薄膜的制備
        4.4.2 MOF包覆光子晶體薄膜的孔結(jié)構(gòu)
        4.4.3 MOF包覆光子晶體薄膜的光學(xué)性質(zhì)
        4.4.4 利用空間分辨反射光譜表征薄膜的光學(xué)性質(zhì)
        4.4.5 基于MOF包覆光子晶體薄膜的高效薄層色譜
        4.4.6 MIL-100/PC高效分離性能原理分析
        4.4.7 甲酚異構(gòu)體在商業(yè)硅膠色譜上的分離
        4.4.8 MOF/PC的分離性能與商業(yè)化色譜技術(shù)的對比
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于空心聚合物球光子晶體的溶劑傳感器
    5.1 研究背景
    5.2 實驗藥品和儀器設(shè)備
    5.3 實驗步驟
        5.3.1 SiO_2@RF膠體顆粒的合成
        5.3.2 SiO_2@RF光子晶體的制備
        5.3.3 空心RF光子晶體薄膜的制備
    5.4 結(jié)果分析與討論
        5.4.1 空心球光子晶體薄膜的制備
        5.4.2 空心球光子晶體對溶劑的分段響應(yīng)行為
        5.4.3 聚合物殼層交聯(lián)度對溶劑響應(yīng)的影響
        5.4.4 對聚合物殼層溶脹過程的理論模擬
        5.4.5 基于空心球光子晶體薄膜的溶劑傳感器
        5.4.6 基于空心球光子晶體薄膜的可視化溶劑傳感
        5.4.7 溶劑在空心球光子晶體薄膜中擴散行為的理論分析
        5.4.8 利用空心球光子晶體薄膜測定醇體系中水或甲醇含量
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 進一步工作的方向
參考文獻
致謝
作者簡歷及在學(xué)期間所取得的研究成果
    作者簡歷
    在學(xué)期間所取得的研究成果



本文編號：3678968