納米複合有機光限幅凝膠玻璃的製備及性能研究

《納米複合有機光限幅凝膠玻璃的製備及性能研究》是依託中國科學院理化技術研究所，由謝政擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：納米複合有機光限幅凝膠玻璃的製備及性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：謝政
• 依託單位：中國科學院理化技術研究所

項目摘要

非線性光限幅材料在民用和軍用雷射防護上具有非常重要的意義，目前存在性能差，難於器件化實用等缺點。本項目通過分子設計在高光限幅性能的芳炔結構中引入可水解縮合的有機矽基團, 同時選用合適的納米材料作為共摻雜材料，創造性地採用主客體前體分子共聚技術製備納米複合有機共聚光限幅凝膠玻璃，實現有機光限幅材料、納米材料與無機玻璃網路的共價鍵連線，從而達到多種光限幅材料在凝膠玻璃基質中的分子水平化學複合和結構調控，協同最佳化，解決光限幅凝膠玻璃當前存在的問題，實現多波段、大波長雷射綜合防護效果和光限幅材料的器件化。著重深入研究這種新型芳炔-納米材料-凝膠玻璃複合體系的共聚製備技術及其成分、結構狀態與性能的關聯、影響和控制規律以及光限幅綜合防護機理，為新型雷射防護材料的設計製造乃至納米複合有機無機雜化材料新的通用製備技術平台奠定理論和技術基礎。

結題摘要

本項目通過分子設計在高光學性能的芳炔和碳量子點材料上引入可水解縮合的有機矽基團,選用合適的納米材料作為共摻雜材料，創造性地採用一步預功能化和主客體前體分子共聚技術製備納米複合有機共聚光功能凝膠玻璃，實現有機光限幅材料、納米材料與無機玻璃網路的共價鍵連線，從而達到多種光功能材料在凝膠玻璃基質中的分子水平化學複合和結構調控，協同最佳化，解決光功能凝膠玻璃當前存在的問題，實現多波段、大波長雷射綜合防護效果和光限幅材料的器件化。建立了一種綜合解決現有製備固態光功能雜化材料缺點的新方法，解決了當前其製備過程中亟待解決的瓶頸問題-摻雜濃度和性能保持問題。通過主客體共聚、原位生長和預功能化、快凝膠、物理增容、納米尺度控制、表面修飾等關鍵技術實現任意摻雜共聚雜化體系和其他高濃度摻雜體系，建立一系列納米、有機、高分子雜化光功能(光限幅、非線性光學、螢光、上轉換髮光、磷光、光回響、液晶等)有機改性凝膠玻璃材料體系。同物理複合和其他光功能複合玻璃相比，這種有機改性和共聚凝膠玻璃具有諸多先進性，有望作為新一代的高性能環保光功能（發光、光限幅雷射防護和整形、非線性光學、光回響、紫外禁止玻璃等）玻璃使用。著重深入研究和揭示這種新型聚合物-納米-凝膠玻璃複合體系的共聚製備技術及其成分、結構狀態與性能的關聯、影響和控制規律以及光限幅綜合防護機理，為新型光功能及其雜化複合材料的設計製造乃至納米複合有機無機雜化材料新的通用製備技術平台奠定理論和技術基礎。本項目共發表高水平SCI論文4篇(累計IF＞30，累計引用54次，他引50次)，受邀撰寫國際英文專著章節1篇，申請專利1項，並進一步發展為多項科研項目和合作研究。