瓶刷型嵌段共聚物PS-b-PtBA热压自组装制备一维光子晶体
2021-04-06任丽霞赵明坤郭田田
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2021年6期
任丽霞,赵明坤,郭田田
(天津大学材料科学与工程学院,天津 300072)
光子晶体(PCs),即一种折光指数不同的介电材料周期性排列而形成的可以限制特定频率光通过的光子禁带材料[1-3].PCs作为一种新型的功能材料,对于光子传输具有很高的可控性,在光纤[4]、传感器[5]、自修复材料等[6]领域具有广阔的应用前景.其中,结构最简单的光子晶体是由高折射率与低折射率的材料沿一维方向交替排列的层状相组成,被称为一维光子晶体(1D PCs)[7-8].1D PCs因其结构简单、制备方便,所以在材料科学和光学领域受到很大的关注.1D PCs按照组成划分可以分为无机材料光子晶体[9]、有机无机杂化光子晶体[10]和聚合物材料光子晶体[11-12].近些年,通过嵌段共聚物自组装制备1D PCs越来越趋向于成熟[13-15],由于嵌段共聚物不相容的两相之间互相排斥,趋向于发生相分离,而其又受到共价键的约束,相分离受到阻碍,这两种作用相互结合,实现了嵌段共聚物的自组装而产生周期性纳米结构,从而形成具有1D PCs结构的层状相.对于线性嵌段共聚物而言,其自组装为层状相结构的层间距多在10~40nm,制备可视化光子晶体所需的层间距(≥70nm)仍存在很大的挑战[13,16].而瓶刷型嵌段共聚物是一种高分子量的接枝聚合物,相比于线性嵌段共聚物,其具有侧链密度高,链缠结作用小等优点,更容易组装成周期较大的层状纳米结构.
目前,通过瓶刷型嵌段共聚物自组装制备1D PCs主要有两种方法.一种是薄膜自组装[8,17],即嵌段共聚物的……
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