药物的定量结构色谱保留关系研究

采用人工神经网络(ANN)建立了110种药物的结构与色谱保留之间的定量关系(QSRR)模型,并将其与偏最小二乘回归(PLSR)模型进行比对.110种药物的ANN模型自相容能力的复相关系数(R^(2))为0.9191,泛化能力的复相关系数(R^(2))为0.9365;而PLSR模型的复相关系数(R^(2))为0.8275和0.8514.结果表明,ANN模型的自相容能力、泛化能力优于PLSR模型.采用集内集和集外集对模型进行检验时,ANN模型的复相关系数(R^(2))为0.9105,也优于PLSR模型,且ANN预测精密度和准确度更高.

基于SiO_(2)@CA微球的非晶结构色涂层的制备及光学性能

目的制备基于SiO_(2)@CA微球的非晶结构色涂层,并得到调控结构色颜色的方法,作为功能包装或智能包装的潜在应用。方法将咖啡酸(CA)与SiO_(2)微球在CuCl_(2)和NaBO_(3)·4H_(2)O的催化下产生活性氧(ROS),使CA迅速氧化为具有强黏附性的聚咖啡酸(PCA)包覆SiO_(2)微球,即SiO_(2)@CA复合微球,然后将该复合微球与无水乙醇组成的悬浮液喷涂于亲水化的玻璃基片表面,从而制得非晶结构色涂层。采用FT-IR、XPS、TGA、SEM等对SiO_(2)@CA复合微球及其结构色涂层进行表征,研究CA含量、CuCl_(2)/CA的质量比和NaBO_(3)·4H_(2)O/CA的质量比对复合微球的形貌及结构色涂层光学性能的影响。结果在CA质量分数为5%、CuCl_(2)/CA的质量比为12∶和NaBO_(3)·4H_(2)O/CA的质量比为64∶的制备条件下可以得到适宜的SiO_(2)@CA复合微球及结构色涂层。结论采用CA可有效提高所制备非晶结构色涂层颜色的对比度,实现颜色调控。

激光后处理实现图案化结构色调控研究

为使人工制备的结构色实现色调的精确调控,本研究以硅片为衬底,采用自组装法制备聚苯乙烯微球(PS微球)的平面六角密堆积结构,通过磁控溅射方法在其上沉积不同厚度的金薄层;再利用532nm脉冲激光后处理,研究不同扫描速度的激光后处理对结构色薄膜呈色性能的影响。结果表明:镀膜时间相同,随激光扫描速度逐渐减小,样品扫描区域颜色的变化为玫红—橙红—橙黄—黄绿—蓝绿—蓝紫,反射光谱中心波长发生蓝移;在此基础上制备了图案化的样品,发现随着观察角度增加,扫描后区域的颜色发生蓝移。

氧化锌/二氧化硅复合膜的结构色研究

采用静电自组装技术,以氧化锌(ZnO)和二氧化硅(SiO_(2))溶胶颗粒为前驱体,通过控制双组分膜层的不同厚度,制备出结构色鲜艳的ZnO/SiO_(2)复合膜,并利用分光测色仪、多角度分光光度仪及扫描电子显微镜等研究复合膜的颜色、微观结构和形态特征。研究结果发现,ZnO/SiO_(2)复合膜的亮度和色度均较单一组分薄膜的高,复合薄膜的颜色仍随厚度和观察角度的变化而变化。通过对薄膜的微观结构分析,结合其厚度随周期数的变化规律,发现复合薄膜的厚度随着自组装循环次数的增加而增加,薄膜中的纳米粒子并没有形成明显的高低折射率交替分布的双层结构,可能形成的是高折射率层(H层)、有效折射率层(eff层)和低折射率层(L层)的多层微观结构。这种特殊的多层结构与光作用发生干涉,形成了鲜亮度和饱和度更高的结构色。

周期性超表面的广色域结构色调制光谱分析

设计一种新的周期性超表面,基于介质层与吸收层的夹层式纳米柱结构表现出强烈的共振吸收效应,在可见光波段实现具有广色域、高饱和度、高分辨率优势的结构色。使用时域有限差分法(FDTD)模拟周期性纳米阵列在调节周期、介质层厚度时的光学响应,基于反射光谱建立从结构参数到显色特性的映射关系。结果表明,周期与介质层厚度的协同调节可生成更丰富的结构色,周期通过改变主波长显著影响结构色色相,介质层厚度优化光谱形状有助于实现高单色性颜色;该结构的光谱反射率高、半峰宽窄、主波长覆盖面广,色域扩大至156.8%的sRGB;经优化后实现的高质量RGB颜色,在±40°入射范围色相变化低于0.075π。该研究在显示成像、纳米印刷、高分辨打印等领域的应用具有重要价值。

ZnS纳米微球及其力响应结构色织物的制备与性能

采用硫化锌(ZnS)为光子晶体结构色材料,利用化学液相沉淀法制备了平均粒径在120~260 nm的单分散ZnS纳米微球,并以水性聚氨酯(WPU)为背景材料,以涤氨织物为基底,成功制备了力响应光子晶体结构色织物,当受到应力拉伸时,ZnS-WPU结构色织物从红色转变为蓝色,且在500次拉伸循环后仍能保持良好的力响应性能。

基于光子晶体结构色传感器的软体机器人运动检测方法

为了解决软体机器人难以实现基于实时反馈信号的精确运动控制的问题,提出了一种基于光子晶体结构色传感器色相的软体机器人运动检测方法。该方法的工作机理在于,当软体机器人活动时,集成在其上的光子晶体结构色传感器颜色会发生变化,通过图像处理技术检测这些色相变化,并根据色相信号和运动状态之间的映射关系,实现对软体机器人运动状态的跟踪监测。色相检测稳定性测试结果表明,不同亮度和饱和度下的平均色相值分别为179.97°、179.67°,标准差分别为0.51、0.36。

可调控结构色互穿纳米水凝胶的合成及凝胶化转变

研究合成了具有温度和pH响应性的PNIPAM/PAphe互穿纳米水凝胶,通过红外光谱、扫描电镜、动态光散射仪、光纤光谱仪等技术,详细研究了互穿纳米水凝胶的结构和形貌、粒径与分散性、温度和pH响应性、结构色调控与光子晶体自组装,以及凝胶化转变行为。根据红外光谱和扫描电镜图确认了两种网络的有效互穿和其良好的单分散性。通过粒径分析可以得到随着PAphe含量的增加,互穿纳米水凝胶的粒径相应增大,但单分散性保持良好。利用温度和pH敏感性实验证明了该互穿纳米水凝胶的智能调控响应性,具体表现为:在温度上升或pH值下降的条件下,其粒径显著减小。结合光纤光谱图,进一步发现该互穿纳米水凝胶能够通过调整粒径大小来实现其结构色的可调控性。更为重要的是,通过试管倒置法发现在相变温度(32℃)以上该纳米凝胶具有从溶胶转变到凝胶的能力,展现了其在高度可调控的光学材料及生物医学领域中的应用潜力。

Ti层厚度对TiN/Ti/TiON薄膜织物结构色颜色的影响

采用磁控溅射技术,在涤纶织物基布上制备了TiN/Ti/TiON多层膜结构色。重点研究Ti层厚度对结构色膜层颜色的影响,通过膜厚仪,控制Ti膜层厚度,用光谱反射在线测色系统测量不同样品的L^(*)、a^(*)和b^(*)值,绘制L^(*)、a^(*)和b^(*)值颜色变化曲线。获得Ti层厚度对TiN/Ti/TiON结构色薄膜颜色的影响规律:在其他膜层工艺固定的情况下,Ti层厚度为0~416 nm时,颜色由浅黄色向蓝色转变,Ti层厚度大于416 nm时,颜色趋于稳定,一直为蓝色。

湿度响应型强韧纤维素纳米晶体结构色薄膜的制备与性能

纤维素纳米晶体(CNC)是纤维素的衍生物,具有纳米材料特性和手性光学特性。为了提高CNC薄膜的力学性能和湿度响应,本研究以多羟基结构的D-木糖和木糖醇为增塑剂和湿敏剂,与CNC悬浮液共混,通过蒸发诱导自组装,制备可湿度响应的强韧CNC复合膜。结果表明:D-木糖和木糖醇添加量为45%的复合膜,其断裂伸长率分别为12.6%和19.15%,是CNC膜的14.8倍和22.5倍;拉伸强度分别增大至86.58MPa和145.9MPa,是CNC膜的1.3倍和2.3倍;随着D-木糖和木糖醇含量的增加,复合膜的结构色逐渐红移,反射波长增大;添加木糖醇的CNC/X薄膜的湿度响应反射波长最大,响应灵敏性最佳。因此,CNC结构色薄膜在智能响应、传感检测等方面具有巨大的应用潜力。

SiO_(2)基光子晶体与非晶光子晶体结构色构筑

近年来,结构色因其颜色明艳、生态环保等优点而得到广泛关注.本研究基于多步滴加硅源法制备不同粒径的SiO_(2)微球,分别采用垂直自组装和旋涂组装法,构筑长程有序的光子晶体和短程有序长程无序的非晶光子晶体,探究过程参数对组装质量的影响.研究发现,SiO_(2)粒径增加,结构色红移,反之蓝移;0.5 wt%的SiO_(2)乙醇悬浮液在60℃下垂直组装光子晶体,结构色具有角度依赖性;2 wt%的SiO_(2)乙醇/乙二醇(质量比8.5∶1.5)悬浮液在3000 rpm转速下旋涂组装非晶光子晶体,结构色不具有角度依赖性,且色彩饱和度低于前者.本研究为组装高质量SiO_(2)光子晶体与非晶光子晶体薄膜提供了一种简单、有效的组装工艺,在装饰、防伪、汽车涂料、纺织等领域展示出较大潜力.

家鸡羽毛结构色的定量检测方法探究

家鸡的羽毛的结构色具有观赏价值与经济价值。该研究旨在建立出一套系统客观的家鸡羽毛结构色定量检测方法,对735只荆门黑羽绿壳蛋鸡母鸡的羽毛结构色进行图片采集方法和定量指标的探究,同时利用单元内混合家系相关法进行遗传力的估计。结果显示,Lab色彩模型中的a值与b值可以作为对结构色进行定量的光学指标;相对于鞍羽、肩羽来说,翼羽中的次级大覆羽结构色光学指标与鸡只整体的结构色关联更强;次级大覆羽的a值为中等遗传力,b值为高遗传力且其个体内测定变异程度较小。可见,次级大覆羽的b值可能更适合作为遗传育种的选育指标,能够对家鸡羽毛结构色进行定量,并用于育种实践中实现对结构色的特色化选育。

多重响应反蛋白石结构色膜的制备及其防伪性能

伪造现象层出不穷,对个人和社会经济造成严重的负面影响,开发新型多重防伪材料是解决该问题的有效途径。采用种子生长法制备了不同粒径的二氧化硅微球,通过浸渍提拉法制备了光子晶体结构色薄膜,利用激光刻蚀出图案后,在薄膜中填充丙烯酸酯类光固化聚合物,并引入荧光染料至体系中,最终制备了一种结构色与荧光染料复合的多层反蛋白石结构防伪薄膜。结果表明,结构色薄膜正反两面图案分别显示出不同的颜色,色彩鲜艳、饱和度高,有良好的角度依存性,通过乙醇湿润、紫外光照射等简单方法即可迅速实现图案颜色的变化,且具有良好的可重复性和抗拉伸能力。

结构色油漆在车身漆上应用的可行性分析

为探索结构色油漆用于汽车车身漆的可行性,文章主要是对结构色粉在包覆后加入车身水性基漆中,其油漆性能,变色效果,以及修补情况的研究。实验结果表明,结构色粉包覆后再制备成珠光漆进行应用,并不影响其整体油漆性能;结构色粉在水性漆中的变色效果不如在油性漆中强;结构色粉在车身漆上应用具备一定的可修复性。

聚多巴胺/SiO_(2)改性聚氨酯制备含结构色复合材料

采用改良Stober法制得了187、245、274 nm 3种粒径的单分散SiO_(2)微球,使用聚多巴胺(PDA)对单分散SiO_(2)微球进行包覆,制备了蓝色、绿色、红色3种不同颜色的非晶光子晶体PDA/SiO_(2);将非晶光子晶体PDA/SiO_(2)引入到聚氨酯(PU)中制得了复合材料PDA/SiO_(2)/PU。利用FTIR、SEM、TEM、UV-Vis、DLS、接触角测定仪及万能试验机对PDA/SiO_(2)及复合材料PDA/SiO_(2)/PU的结构与性能进行了表征。结果表明,非晶光子晶体PDA/SiO_(2)的颜色取决于单分散SiO_(2)微球的粒径;通过调节PDA的包覆量可调整非晶光子晶体PDA/SiO_(2)的色彩饱和度;非晶光子晶体PDA/SiO_(2)引入PU后可得到呈暗红结构色的聚氨酯,其最大拉伸强度可达40.28 MPa,水接触角最大可达113°,非晶光子晶体PDA/SiO_(2)的引入使聚氨酯具有结构生色性和优异的机械性能与疏水性。

自组装制备结构色及其同色异谱的实验与教学设计

针对高校色彩学相关实验教学内容匮乏且陈旧的现状,设计一种自组装方式并结合电喷法制备结构色以及与印刷色实现“同色异谱”的实验,实验主要采用Stöber法来合成纳米级SiO_(2)微球;为实现结构色的调色和控色,使用盐酸多巴胺对SiO_(2)微球表面进行改性以制得SiO_(2)@PDA复合微球,并对其形貌、结构、组成等进行一系列测试表征。基于改性后的复合微球采用电喷法制得结构色色块,并与喷墨印刷色实现“同色异谱”。该实验的教学设计,有利于提升学生探索自然界、开展仿生材料研究的兴趣,培养其创新研究的基础能力和实验技能。

非晶光子晶体结构色织物的制备及其研究进展

非晶光子晶体结构色呈色明亮,制备过程节能环保,与光子晶体结构色相比,不会随观察角度的变化而变化,在纺织印染行业具有较大的发展潜力。本文综述了非晶光子晶体结构色的生色原理、非晶光子晶体的分类、非晶光子晶体结构色织物的制备方法及国内外的研究进展。最后对非晶光子晶体结构色织物制备中存在的问题和其结构色织物未来研究方向进行了分析,并指出关键问题,从而促进非晶光子晶体结构色织物的实际应用。

CNC作为结构色材料在食品包装中的应用

纤维素纳米晶体(CNC)作为一种植物基材料,具有手性向列相结构,其生物降解性强、密度低、生物适应性强、表面羟基丰富、亲水、无毒,并可形成结构色,在食品包装中具有广阔的应用前景。本文基于CNC的结构和性能,对CNC的制备方法、CNC作为结构色材料在食品包装中的智能显色应用以及其他功能应用(如保鲜包装、可食性包装、活性包装)进行综述、归纳和分析,并对其在食品包装中的进一步应用研究进行展望。

基于SiO_(2)@QLNPs微球的非虹彩结构色涂层的制备及其光学性能研究

本研究采用酸沉法制备了纳米木质素微球(LNPs),经过季铵化后得到季铵化纳米木质素(QLNPs),利用QLNPs与SiO_(2)的静电作用,通过共混法制备得到SiO_(2)@QLNPs复合微球,并将其悬浮液喷涂于亲水化的玻璃基片表面后得到非虹彩结构色涂层。采用SEM、XRD、FT-IR等对SiO_(2)@QLNPs复合微球及其结构色涂层进行了表征,探究了木质素含量对SiO_(2)@QLNPs复合微球的粒径、形貌及结构色涂层光学性能的影响。结果表明,当木质素质量分数不超过40%时,随着木质素含量的增多,SiO_(2)@QLNPs复合微球粒径逐渐增大且单分散性较好、结构色涂层红移且对比度提高,但当木质素的质量分数为50%时,过多的木质素会覆盖结构色涂层的颜色。

基于聚偏氟乙烯复合结构色材料的制备与性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为黏结剂,将其填充于三维PS@SiO2光子晶体中,锁定PS@SiO2微球组装的有序阵列,成功构建了结构稳定且柔韧的新型PVDF/PS@SiO2结构色材料。使用纳米粒度与电位分析仪对PS@SiO2微球的多分散性指数以及Zeta电位进行了测试,采用SEM、TEM、固体紫外-可见光谱仪、预置式色牢度摩擦仪及拉伸测试仪对PVDF/PS@SiO2结构色材料的形貌、光学性质及稳定性进行了表征和测试。结果表明,该结构色材料在摩擦测试100次后,结构保持稳定,颜色稳定存在。同时材料易于图案化,具有优异的抗拉伸性能和柔性,材料的拉伸断裂应力达到22.28 MPa,断裂应变为28.49%,在卷曲100次后,依旧保持微观结构稳定。