可用外部刺激可逆地导入和擦除人工缺陷的掺杂的PNIPAM微凝胶胶体晶体

项目名称： 可用外部刺激可逆地导入和擦除人工缺陷的掺杂的PNIPAM微凝胶胶体晶体

项目编号： No.21374048

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张拥军

作者单位： 南开大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 向胶体晶体中引入人工缺陷是实现胶体晶体许多功能的基础，如能对外部刺激作出响应则更能增强其对光的控制。目前制备具有人工缺陷的胶体晶体多需特殊装备，方法繁琐复杂。本项目拟以单分散的PNIPAM微凝胶粒子为主体，掺以相同粒径的P(NIPAM-AAc)微凝胶，通过共结晶得到掺杂的PNIPAM微凝胶胶体晶体。由于掺杂剂与主体粒子粒径相同，掺杂剂的引入将不影响体系的结晶，并可以任何比例掺杂，得到有序程度高的掺杂晶体。同样由于掺杂剂与主体粒子粒径相同，这样的胶体晶体将不显示缺陷态，但可利用微凝胶的刺激响应性通过改变pH值原位地导入人工缺陷，并且将pH调回又可将人工缺陷"擦除"。在此基础上可进一步通过温度、电流等物理刺激以及葡萄糖、铅离子等化学刺激可逆地导入和擦除人工缺陷。这些可用外部刺激可逆地导入和擦除人工缺陷的胶体晶体可望应用于光学传感、自发或受激辐射的控制等领域。

中文关键词： 微凝胶；胶体晶体；掺杂；缺陷态；自组装

英文摘要： Colloidal crystals with artificially designed defects are required to achieve many of their technological applications, and external stimuli-responsivity can significantly enhance their control over light. It is still a challenge for the fabrication of su

英文关键词： microgels；colloidal crystals；doping；defect state；self-assembly