聚苯乙烯乳膠球膠體晶體的結(jié)構(gòu)調(diào)控與光學(xué)性能研究.pdf

1、光子晶體是由折射率不同的介質(zhì)材料在空間排列形成的周期性有序結(jié)構(gòu)，其抑制、調(diào)制或增強(qiáng)光子傳輸?shù)莫?dú)特性質(zhì)使其在功能器件、光波導(dǎo)、光纖等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。光子晶體顯示的靚麗色彩主要源于周期性有序結(jié)構(gòu)對特定波長光的反射遵循布拉格散射定律：λ=2ndsinθ。由上式可知，反射光的波長λ主要受光子晶體晶面間距d、有效折射率n以及入射角θ等因素的影響。本論文采用無皂乳液聚合法，通過控制甲基丙烯酸的用量成功制備出粒徑范圍為88 nm-244nm的單分散聚

2、苯乙烯(PS)乳膠球。通過采用離心力場與冷凍干燥相結(jié)合的組裝、干燥方法，以及組裝基元PS乳膠球殼層材料折光指數(shù)的調(diào)控實(shí)現(xiàn)對膠體晶體結(jié)構(gòu)的控制，并對膠體晶體光學(xué)性能進(jìn)行了研究。其研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 (1)離心法是制備光子晶體常用的方法之一。為迫使膠體粒子采取最為穩(wěn)定的方式進(jìn)行組裝，人們常采用低速長時間離心的方式制備六方緊密堆積膠體晶體結(jié)構(gòu)。本文采用高速短時離心與冷凍干燥相結(jié)合的方法對不同粒徑的PS乳膠球在乙醇溶液中進(jìn)行組裝

3、并干燥。制備的PS膠體晶體呈現(xiàn)出靚麗的彩虹色。SEM測試結(jié)果表明：隨著離心速度的增加、離心時間的延長，乳膠球的組裝結(jié)構(gòu)均呈現(xiàn)出由無序、四方非密排、四方密排到穩(wěn)定的六方密排結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。采用高速短時離心與冷凍干燥相結(jié)合的方法可以制備多彩膠體晶體。由于沿離心試管軸向方向離心力依次增大，膠體晶體膜的厚度逐漸增加，組裝結(jié)構(gòu)從非緊密的四方排列向緊密的六方排列過渡，導(dǎo)致膠體晶體呈現(xiàn)出多彩的結(jié)構(gòu)色?；谋砻嫘再|(zhì)對膠體晶體反射光的強(qiáng)度有著重要影響。隨著