[發明專利]一種復合納米粒子的應用及利用其制備的光子晶體

有效

• 申請號: 202010792591.6
• 申請日: 2020-08-09
• 公開（公告）號: CN112048041B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 王超宇;徐曉雨
• 申請（專利權）人: 牡丹江師范學院
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F220/18;C08F220/34;G02B1/00
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一種復合納米粒子的應用及利用其制備的光子晶體，復合納米粒子（Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/SiOsubgt;2/subgt;?HNPs）具有Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;納米粒子內核體、SiOsubgt;2/subgt;包覆層和甲基丙烯酸己酯與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚外殼層結構，應用于力致影響型光子晶體領域，規則均勻排列成三維周期性結構，構成Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;@SiOsubgt;2/subgt;?H光子晶體，復合納米粒子內核體提供結構強度，包覆層實現性能和結構過渡，改性和聚合反應形成與包覆層化學鍵結合的外殼層，耐壓性能明顯提升，核層殼間形成性能連續變化梯度，減小應力集中，提高彈性變形均勻性并可迅速恢復，工作壽命大幅增長，內核體與包覆層及聚合物之間折光指數差異很大，光子禁帶帶隙范圍增寬，壓力致禁帶移動范圍增大，壓力敏感程度明顯增強。

技術領域

本發明涉及一種納米粒子的應用及光子晶體，尤其涉及一種復合納米粒子（Fe₂O₃/SiO₂-HNPs）的應用及利用其制備的Fe₂O₃@SiO₂-H光子晶體。

背景技術

光子晶體是由折光指數不同的材料在空間周期性排列組成的一種新型結構材料，由于周期排列結構中存在光子帶隙并具有光子禁帶，所以當諸如液/氣體、溫度、離子、電場、磁場、力和光等環境因素發生變化時，光子晶體會呈現出獨特的光學特性，目前，這種刺激響應型光子晶體的研究大都選用聚合物作為基本材料，基于聚合物質量輕、易于成膜、結構和性能可設計性強的特點，可通過改變折光指數和晶格周期來調控光子帶隙及其光子禁帶，進而調控光子晶體對外部刺激的響應規律。其中，對力致影響型聚合物光子晶體的研究表明：具有彈性的聚合物光子晶體在外部機械力作用下可發生明顯的彈性變形，其內部晶格周期也隨之發生相應改變，從而導致光子禁帶位置產生移動，某些光子晶體還可表現出響應敏感、快速、過程可逆的優勢，引起了人們更加廣泛的關注。但是，由于聚合物本身強度相對較低、抗疲勞性能不足，當聚合物光子晶體受力過大時，易導致聚合物破壞損傷而無法復原，而當長時間反復受力作用時，又易產生疲勞損壞造成可逆時間過長或者無法完全回復的現象，導致光子帶隙的可調范圍降低，更主要的是聚合物本身的光學特性中還存在折光指數范圍較窄和光子禁帶可移動范圍較小，其中，折光指數范圍一般為1.36～1.44，光子禁帶移動范圍最高僅為80納米，這些性能的缺陷制約了聚合物在力致影響型光子晶體領域的研究與應用。因此，有必要研究開發聚合物復合結構的光子晶體，發揮聚合物性能優勢，增大光子帶隙寬度、擴大禁帶移動范圍，增強壓力敏感性，縮短可逆恢復時間、提高抗疲勞性能，拓展聚合物在力致影響型光子晶體領域的應用。

發明內容

本發明的目的是：應用復合納米粒子（Fe₂O₃/SiO₂-HNPs），提供一種具有壓力敏感和可逆變特性的Fe₂O₃@SiO₂-H光子晶體。