以膠體晶體微球為顯示單元的彩色顯示材料的研究

《以膠體晶體微球為顯示單元的彩色顯示材料的研究》是依託東南大學，由顧忠澤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：以膠體晶體微球為顯示單元的彩色顯示材料的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：顧忠澤
• 依託單位：東南大學

中文摘要

利用自組裝光子晶體構建彩色顯示材料和器件是一個新的研究方向。在本項目中我們將基於微流體技術製備粒徑大小、顏色可控的膠體晶體微球。結合微加工和自組裝技術對膠體晶體微球進行定位排列，製備以膠體晶體微球為顯示單元的彩色顯示材料，並實現材料顏色的光、電控制。

結題摘要

在本項目中我們充分整合膠體化學、微流控、自組裝等不同技術手段，開發了多種以膠體晶體微球為顯示單元的彩色顯示材料。 首先，我們合成了多種單分性的膠體納米顆粒。我們成功製備了單分散性良好、高磁含量及粒徑可控的Fe3O4/PS複合磁性納米微球，在外加磁場引力及粒子間靜電斥力的共同作用下，微球沿磁場方向組裝形成非密堆積的鏈狀周期性有序結構，相鄰粒子間的距離決定於磁場強度，從而實現了以外加磁場來調製所形成有序結構的光子禁帶。類似地，我們還合成了高表面電荷的SiO2、HEMA等膠體納米顆粒，它們在非密堆積型可調製顯示方面有重要套用。相關成果發表於Chem. Soc. Rev., Adv. Func. Mater.然後，我們通過微流控技術製備各類膠體晶體微球。我們利用微流控技術快速製備了水/油/水結構的Fe3O4/ETPTA磁性雙重乳液薄壁膠囊，每個微膠囊作為顯示陣列的一個像素點被外磁場獨立控制，實現磁致變色。我們開發了重力驅動微流控裝置用來快速批量製備單分散SiO2膠體納米顆粒，將傳統微流控的效率提升了100倍以上。同時，我們還通過設計多重乳液微流控晶片製備了各種光子晶體/水凝膠核殼結構的編碼微載體，套用於多色顯示和多元生物分析。相關成果發表於J. Am. Chem. Soc.. Adv. Func. Mater., NPG Asia Mater., Nanoscale, Langmuir. 同時，結合微加工和自組裝技術對膠體晶體微球進行定位排列，我們製備了以膠體晶體微球為顯示單元的多種彩色顯示材料。我們發現，光子晶體微球的球形對稱性賦予了其完全形度無偏特性，於是開發了角度無偏的顯示器件（如光子紙），並將這種特性用於改善基於色彩的檢測技術。相關成果發表於Small, J. Mater. Chem., Nanoscale. 最後，我們通過引入敏感材料，實現了對光子晶體顯示材料顏色的光、電、磁、機械力等外場調控。相關成果發表於Nanoscale, Soft Matter, Chem. Commun., ACS Appl. Mater. Inter. 本課題開發了多種以膠體晶體微球為顯示單元的彩色顯示材料，實現了預期目標，並拓展了這類材料在其他方面的套用。