在含有纳米颗粒的微米薄聚合物薄膜中增强灭绝的超光谱分析 高体积分数的纳米颗粒

科学领域:

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背景情况:

• 含有纳米粒子的聚合物薄膜的灭绝对于光伏和传感器等应用至关重要.
• 以前的研究表明,基于薄膜厚度和纳米粒子密度的不同灭绝行为.
• 了解灭绝是定制纳米材料光学性能的关键.

研究的目的:

• 为了研究80微米聚合物薄膜中的灭绝,具有不同的等离子纳米粒子体积分数.
• 将实验性灭绝测量与米理论和马克斯韦-加内特有效介质理论的理论预测进行比较.
• 开发一种超光谱方法来量化含纳米粒子的膜的视觉属性,用于色度测试等应用.

主要方法:

• 制造80微米的聚合物薄膜与控制的等离子纳米粒子体积分数.
• 利用一种新的超光谱成像方法,整合光学图像和光谱.
• 通过将实验测量与米理论和马克斯韦-加内特有效媒介理论预测进行比较,量化了灭绝.

主要成果:

• 在80微米薄膜中的灭绝随着纳米粒子体积分数的增加而增加.
• 测量的灭绝值从低体积分数的Mie理论的预测过渡到高体积分数的Maxwell-Garnett理论.
• 超光谱方法成功量化了视觉属性,使其在色度测试中具有潜在的用途.

结论:

• 在较厚的聚合物薄膜 (80微米) 中与等离子纳米粒子的灭绝行为被准确地描述为从Mie理论到Maxwell-Garnett理论的过渡,随着纳米粒子度的增加.
• 这些发现为高级应用提供了一种控制纳米粒子聚合物复合材料光谱特征的方法.
• 这项研究对于设计用于光伏,传感器,互连和护理点诊断的材料非常有价值.