基于纖維素納米晶螺旋組裝體光學(xué)材料的制備及性能研究.pdf

1、在自然界中，許多生物體會(huì)產(chǎn)生五彩斑斕的顏色。在化學(xué)色即結(jié)構(gòu)色中，偏振結(jié)構(gòu)色是一種特殊的結(jié)構(gòu)色，通過(guò)對(duì)自然界中各類生物體偏振結(jié)構(gòu)色的形成機(jī)理進(jìn)行研究，目前科學(xué)界已成功開(kāi)發(fā)出一系列具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的仿生光學(xué)材料。在天然/仿生偏振結(jié)構(gòu)色的科學(xué)研究中，科學(xué)界發(fā)現(xiàn)纖維素納米晶體具有可控的“有序自組裝”性能，利用其螺旋自組裝特性可開(kāi)發(fā)出具有手性向列相結(jié)構(gòu)的光學(xué)材料。
　　本課題制備了一種響應(yīng)型全反射納米復(fù)合薄膜。選擇纖維素納米晶體作為研究對(duì)象，通

2、過(guò)模仿自然界中金色圣甲蟲(chóng)的外殼結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑新型三明治光學(xué)結(jié)構(gòu)，選擇特定厚度的單軸拉伸取向PA6薄膜作為中間層，利用相位延遲作用實(shí)現(xiàn)薄膜全反射效果，并結(jié)合蒸發(fā)沉積自組裝技術(shù)制備出仿生全反射納米復(fù)合薄膜。選擇水溶性聚合物聚乙二醇丙烯酸酯作為摻雜體，利用紫外光聚合技術(shù)，通過(guò)形成聚合物網(wǎng)絡(luò)賦予納米復(fù)合薄膜良好的柔性，反射率測(cè)試結(jié)果表明，納米薄膜反射率可達(dá)79％，表現(xiàn)出優(yōu)良的全反射特性。
　　此外，基于纖維素納米晶體有序螺旋結(jié)構(gòu)的螺距可調(diào)性和

3、水溶性聚合物聚乙二醇丙烯酸酯的吸水性，本課題對(duì)納米復(fù)合材料的濕度響應(yīng)行為進(jìn)行了研究，并開(kāi)展了材料的濕度響應(yīng)展示工作。結(jié)果表明薄膜在濕度條件下可發(fā)生快速響應(yīng)，同時(shí)發(fā)生變形和變色。經(jīng)過(guò)20次循環(huán)測(cè)試，薄膜未發(fā)生斷裂及分層現(xiàn)象，具有良好的可逆回復(fù)性。此外，剪切角不同可使薄膜在濕度條件下發(fā)生差異性形變，當(dāng)θ=0或π/2時(shí)，薄膜為彎曲狀;當(dāng)θ=π/4時(shí)，薄膜為螺旋扭曲狀，并進(jìn)行了材料的應(yīng)用展示工作。此研究為響應(yīng)型全反射納米復(fù)合材料的研究奠定了基礎(chǔ)