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聚合物光子晶体研究取得进展

中科院化学所日前在聚合物胶体光子晶体的制备、性质调控和应用研究方面取得系列进展,成果可望在石油泄露检测、染料敏化电池高效输出等领域得到应用。$$    聚合物光子晶体因具有特殊的周期结构和光调控性质,在高性能光学器件方面应用前景广阔。课题组针对目前光子晶体制备和应用中的一些关键问题,如制备方法复杂、结构性能可控性差、应用受局限等...  (本文共1页) 阅读全文>>

《高分子学报》2010年11期
高分子学报

仿生制备功能性聚合物光子晶体

光子晶体是由不同介电常数的材料在空间周期排列得到的一种结构,可以对光的传播方向进行有效调控[1,2].这种类似于电子半导体的性质,让人相信它会带来一场更具影响力的光通讯的革命,因此与光子晶体相关的研究分别入选1999年和2006年度Science杂志“十大科学进展”.实际上,光子晶体以各种形式广泛存在于自然界,他们不仅以其特殊的周期性结构产生对光的调控作用,形成亮丽的结构色彩.而且自然界光子晶体为适应不同的环境,具有一些特殊的性能,如特殊的浸润性和高强度.1自然界中功能性生物光子晶体自然界中绚丽夺目的生物表面不少是由光子晶体构成,其典型例子是蝴蝶翅膀.其五彩缤纷的颜色(主要是大闪蝶)是源于其周期性排列的结构对可见波段光的布拉格衍射作用.更重要的是,这种定向排列的特殊结构还显示了对水的特殊浸润性:水滴很容易沿结构取向方向从翅膀表面滚落(图1e,1f),这样的结构有利于蝴蝶在较大湿度的情况下依然能够翩翩起舞[3].我们最近的研究发现...  (本文共9页) 阅读全文>>

《中国科学:化学》2012年05期
中国科学:化学

功能型聚合物光子晶体的制备及应用

1引言光子晶体是由不同折光指数的材料在空间周期性排列得到的结构材料[16].利用光子晶体折光指数的周期性变化,可以调控一定波长光的禁阻.这种对光的调控性能类似于半导体对电子的控制,因此光子晶体被称为“光半导体”材料.光子晶体的研究为制备新型功能材料及高性能的光学器件提供了新的方向[714].光子晶体的制备主要有自上而下的物理加工方法及自下而上的自组装方法.物理加工方法主要以光刻为主,如电子束刻蚀和离子束刻蚀等.这些方法主要用于制备精度较高、晶格尺寸为微米级的高精密光学器件,用于制备亚微米尺度的器件成本则较高.而自组装方法因具有装置相对简单、易重复、成本低、可大面积制备等优点而被广泛采用[1519].自组装方法首先合成单分散粒子,然后将这些粒子在重力、毛细力以及光、电或磁等各种外场力作用下组装得到光子晶体.利用化学方法调控单分散粒子的结构和性能可以得到不同结构和性能的光子晶体,尤其可以利用聚合物材料制备各种功能型胶体光子晶体.结合...  (本文共14页) 阅读全文>>

《高等学校化学学报》2017年03期
高等学校化学学报

胶态磁组装光子晶体及其离子强度响应

光子晶体(Photonic crystals)是由2种或2种以上介质周期性排列形成的一种新型光学微结构材料[1,2].响应性光子晶体能够通过结构色和光学信号的变化实现对外界刺激,如光、电、热、磁和化学物质等的响应[3,4],在生物和化学传感器[5,6]、指纹采集和防伪[7,8]、智能显色[9,10]以及信息存储器件[11]等方面具有重要的应用.胶态磁组装光子晶体(CMA-PCs)能对外界磁场产生瞬间的响应,并快速组装形成可逆的光子晶体结构,宏观上表现为肉眼可见的结构色.磁性纳米粒子在磁场下自组装过程的实质是作用在磁性纳米粒子上的磁吸引力与静电排斥力或空间位阻排斥力之间相互作用,最终达到一种力的平衡态的结果[12~14].Asher等[15]报道了一种具有p H和离子强度响应性的聚苯乙烯光子晶体水凝胶传感器,通过目标离子与水凝胶网络结构中作用基团的结合,改变水凝胶的渗透压和体积从而达到传感响应的目的.Hirsch等[16]制备了一...  (本文共5页) 阅读全文>>

《真空电子技术》2018年02期
真空电子技术

光子晶体在真空电子器件中的应用

(a)一维光子晶体          (b)二维光子晶体         (c)三维光子晶体     图1 光子晶体结构示意图  1987年,美国贝尔实验室的E.Yablonovitch[1]和普林斯顿大学的S.John[2]通过与固体物理中传统的晶体的概念类比,分别独立地提出了光子晶体的概念。光子晶体是由不同折射率的介质周期性排列而成的人工微结构。作为一种周期性排布的结构,根据光子晶体结构的周期性维度,依次将其分为一维、二维、三维光子晶体。一维、二维、三维光子晶体分别在一个、两个、三个方向上具有周期性,如图1所示。将固体物理中晶体的概念和和电磁学的相关理论结合,提出光子晶体的概念。它与固体物理中晶体的概念具有很强的类比性。在固体物理中,晶体的概念为由大量微观物质单位(原子、离子、分子等)按一定规则有序排列的结构。这些微观粒子在晶体中有规律地排列所形成的几何空间架构被定义为晶格。在晶体的周期性势场中做共有化运动的电子的能级形成的...  (本文共7页) 阅读全文>>

《环境化学》2018年01期
环境化学

光子晶体在环境污染物快速检测方面的研究进展

近年来,环境污染问题日益突出,严重影响人们的身体健康和生活质量,其危害性引起了人们和政府的高度关注.对人体危害最大的主要有生物毒素、农兽药和化肥残留、重金属等.传统的分析检测方法主要有:微生物学检测技术、化学分析技术、仪器分析技术和免疫学检测技术等.经典仪器分析技术包括:气相色谱法(gas chromatography,GC)、高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)、气相色谱-质谱联用法(gas chromatography mass spectrometry,GC-MS)、液相色谱-质谱联用法(liquid chromatography mass spectrometry,LC-MS)等.虽然基于色谱法的检测方法灵敏可靠,但是设备操作复杂,对操作者专业技能要求较为严格,耗时长、成本高;免疫学方法需要制备特异性抗体,实验周期长,需要大量的样本,且其生物活性因受多种...  (本文共7页) 阅读全文>>