基于纤维素纳米晶螺旋组装体的仿生全反射薄膜的研究
在自然界中,结构色广泛存在于动物和植物中.其中,圆偏振结构色作为一种特殊的结构色,存在于某些独特的生物体中,比如甲虫、植物、树叶和虾蟹等.由于其手性向列相结构的存在,使得这些生物体大部分具有反射左旋圆偏振光的能力.特别的是,金色圣甲虫由于具有三明治结构的外壳,使得它即反射左旋圆偏振光也反射右旋圆偏振光,即所谓的”全反射”.目前，绝大大部分的全反射功能材料的制备均以人工合成的液晶材料为主，至今未有利用天然材料进行全反射材料的制备和研究的报道。 本研究中，以天然的纤维素纳米晶为研究对象，通过仿照金色圣甲虫的外壳结构，利用纤维素纳米晶溶液的自组装特性，制备出了具有三明治结构的仿生全反射功能材料。研究中引入水溶性光聚合单体聚乙二醇，有效提高了薄膜的柔韧性和可加工性，同时，将25微米厚的单轴拉伸尼龙薄膜作为中间层，起到了良好的相位延迟作用。反射光谱测试表明，三层复合薄膜在515纳米处的反射率可达77％。另外，由于纤维素纳米晶和聚乙二醇的亲水性，薄膜反射层在一定湿度下可发生螺距的变化，进而同时发生宏观颜色和形状的改变。对此仿生全反射功能材料在湿度条件下的制动器行为进行了详细研究。该类材料有望应用于信息防伪、智能机器人、驱动器件等领域。
仿生全反射薄膜 制备工艺 三明治结构 纤维素纳米晶 自组装特性
吴天航 李嘉达 魏杰 郭金宝
北京化工大学 材料科学与工程学院,北京 100029
国内会议
2016年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会暨第十四届全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会
南昌
中文
298-299
2016-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）