具有远程顺序的合体光子复合材料,采用热压聚合物刷接种合体的热压聚合物
Xiujuan Zhang1, Quanqian Lyu1, Xiaodong Chen1
1State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology and Key Lab of Material Chemistry for Energy Conversion & Storage of Ministry of Education (HUST), School of Chemistry & Chemical Engineering, Huazhong University of Science and Technology (HUST), Wuhan 430074, China.
ACS applied materials & interfaces
|March 13, 2024
概括
本研究介绍了一种热压制方法,用于快速制造有序体光子复合材料 (CPC). 优化条件在这些先进材料中产生了增强的光学特性和机色特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 体光子复合材料 (CPC) 集成聚合物和光子晶体,用于显示器,防伪和传感器的应用.
- 传统的CPC制造溶剂蒸发方法缓慢,需要精确的控制,限制了可扩展性和效率.
研究的目的:
- 开发一种基于外部力量的快速方法,用于在CPC中实现远程订单.
- 调查热压条件和颗粒特征对CPC排序和光学特性的影响.
主要方法:
- 采用热挤压来诱导长距离的顺序在聚二乙烯酸酸 (PBCOE) 刷接种的二氧化环状颗粒 (SiO2-g-PBCOE).
- 系统地改变热压温度,压力和体积分数 (φsilica) 以优化颗粒排列.
- 分析了产生的CPC膜的结构顺序和光学特性 (反射峰值,FWHM,结构色彩).
主要成果:
- 在100°C和5MPa时获得了远程订购的SiO2-g-PBCOE合性颗粒,其中φ石含量为20.3%.
- 由于聚合物链纠和结合,更高的φsilica促进了在较低的温度/压力下订购.
- 29.3%的临界φsilica (φc) 导致了增强的光学特性,包括强化的反射和的结构颜色.
- 在优化的CPC薄膜中观察到取决于角度的结构色彩和机色特性.
结论:
- 热压是一种有效的方法,可以快速,可控地制造高度订购的CPC.
- 聚合物刷链纠和键是控制外力下的粒子排序的关键因素.
- 这项工作为开发具有可调节结构和光学功能的先进CPC提供了基础.
