磁回響固體光子晶體製備與防偽等套用研究

《磁回響固體光子晶體製備與防偽等套用研究》是依託中國科學技術大學，由陳乾旺擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：磁回響固體光子晶體製備與防偽等套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳乾旺
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

磁回響性光子晶體在濕度、生化試劑檢測、指紋識別、軍事偽裝等方面有廣泛的套用前景。本課題將開展磁場誘導碳包覆磁性膠體粒子組裝的理論和實驗研究。製備碳包覆四氧化三鐵膠體粒子並進行表面羧基化修飾，通過將上述膠體粒子均勻分散在乙二醇溶液中，然後與PDMS（矽橡膠）前軀體和固化劑混合，引發聚合，在PDMS固體內形成大量微米級的乙二醇液滴，液滴內裝載有大量磁性膠體粒子，這樣固體PDMS里就有了液態環境，液滴內膠體粒子就能夠對外界磁場的誘導有回響，製備出磁回響的固體光子晶體。研究利用紫外光照射掩膜（有商標或文字的膠片），將文字和圖案書寫或印製在固體光子晶體表面的技術，紫外光通過掩膜後，透過的光照射在材料表面，破壞了PDMS和液滴結構，內部的磁性粒子不再對外磁場的誘導產生回響，而未照射的部分（文字或圖案遮擋）其液滴內磁性粒子仍然有回響，外加磁場後能彩色顯示文字和圖案，據此開發磁防偽商標製作等套用。

結題摘要

液態懸浮體系中，磁性膠體粒子對磁場有相應，藉此可以製備磁響液態光子晶體，但製備磁回響固態光子晶體幾乎不可能，因為膠體粒子固定在固體中後就難以移動。本課題通過把含有超順磁性膠態納米粒子的乙二醇溶液以微米液滴的形式包封在聚二甲基矽氧烷聚合物中，製備了一種具有磁回響光子晶體活性的固態聚合物薄膜。通過紫外光在光掩模的作用下局部照射引起聚二甲基矽氧烷照射區域網路狀結構的斷裂，進而導致在此區域內的乙二醇微液滴的毀壞。使得超順磁性膠態納米粒子自組裝所需的液態環境的喪失，最終導致照射區域光子晶體紙的磁回響光子晶體活性的喪失。當把局部喪失磁回響光子晶體活性的固態聚合物薄膜放入在垂直磁場中時，只有具有磁回響光子晶體活性的部分才會發生改變。由於改變後的區域和背景之間巨大的衍射光波長差異，從而實現了隱形光子晶體印跡的製備與顯現，在本課題的支持下我們探索了它在防偽等領域的套用。