纳米二氧化硅基虹彩膜的设计与表征

SiO_(2)因其优异的光学性能常被用于组装光子晶体,当前单分散二氧化硅光子晶体结构色的研究比较成熟,但宽粒径分布的SiO_(2)基光子晶体方面的报道较少.本研究采用改进的St9ber法制备出粒径呈正态分布的SiO_(2)(450~650 nm),通过共混浇注自组装法,在SiO_(2)微球间隙引入具有柔性大分子链的聚乙烯醇(PVA),在微球表面引入具有强极性基团的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),分别增强薄膜的柔韧性和微球组装的有序性.研究发现,0.3%SiO_(2)水分散液与8%PVA水溶液以溶液质量比为2∶1混合时,薄膜完整性和微球自组装有序性最佳.当PVP用量为1.75%时,薄膜的虹彩效果最佳.本研究所制备的光变薄膜表面平整、力学性能较好,大小微球非紧密交替排列,形成不同的光子禁带,在点光源激发下呈高饱和度虹彩色,在自然光下无结构色,透明度高,拓宽了其在光学防伪、光学加密和装饰等领域的应用潜力.

搪瓷表面虹彩膜的研究

介绍了以FeCl3和SnCl4虹彩剂为主要成分,采用热喷涂的方法,使虹彩剂在热解后形成金属或金属氧化物薄膜。研究了虹彩剂的优化配比、喷涂工艺、喷涂温度、烧成温度等工艺内容,并讨论了虹彩剂组成、喷涂温度、烧成温度对虹彩效果的影响。耐酸、耐碱失重试验表明,该虹彩膜具有很好的化学稳定性。

纤维素纳米晶体虹彩膜的制备

纤维素纳米晶体(CNC)可形成具有虹彩现象的膜材料,但低强度降低了其光学应用价值。本研究以漂白阔叶木溶解浆为原料,采用硫酸法制得棒状CNC;以一级棉浆为原料,采用TEMPO氧化配合高压均质化处理制得长丝状纤维素纳米纤丝(NFC)。然后共混CNC和NFC制得具有较高抗张强度的共混虹彩膜。研究结果表明,当NFC与CNC配比为1∶1~2∶1时,NFC-CNC共混虹彩膜的抗张强度达到最佳值;且NFC-CNC共混虹彩膜的热稳定性优于纯CNC膜和纯NFC膜。

利用德拜长度分析纤维素纳米晶体虹彩膜及其成膜研究

电解质在纤维素纳米晶体虹彩膜中起着关键作用,但却缺乏静电作用方面的探讨.为了探究加入氯化钠后纤维素纳米晶体表面静电距离的变化对虹彩膜成膜的影响,计算了不同氯化钠浓度下的德拜屏蔽长度,同时基于理论推导对氯化钠浓度进行选择.结果表明:添加氯化钠所造成的比德拜长度更长程的拉扯效应可能促进虹彩膜的形成;6,mmol/L和9,mmol/L氯化钠浓度的体系可以产生蓝色可见光的反射膜,因此德拜长度计算对于虹彩膜形成过程中氯化钠的添加有指导作用.此外,乙醇强化了体系的马兰哥尼流,最终促进了红色虹彩膜的形成.

氨基改性纤维素纳米晶体的自组装行为研究

采用硫酸水解法制备纤维素纳米晶体(CNC),然后用环氧氯丙烷、氨水依次对其表面改性得到氨基改性的CNC (CNC-NH2),进一步采用蒸发诱导自组装(EISA)法制备CNC-NH2薄膜.通过偏光显微镜(POM)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和流变测试对CNC-NH2悬浮液和薄膜的自组装行为进行研究.结果表明,CNC-NH2为棒状粒子,氨基的引入提高了其热稳定性.随着CNC-NH2悬浮液浓度增大,手性向列型液晶相逐渐形成,且干燥成膜后仍然能保持织态结构.流变测试表明,CNCNH2悬浮液显示独特的流变行为,可以观察到明显的相转变浓度和相转变温度.此外,考察了超声时间对CNC-NH2悬浮液成膜的影响.随着超声时间的延长,CNC-NH2膜由无色透明向虹彩色转变,且具有虹彩现象的膜对光的特殊波段产生吸收.