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大连理工大学在智能响应型光子晶体材料取得新进展

色彩与人类的生活生产密切相关，衣、食、住、行都离不开颜色。随着信息化时代的到来，智能传感设备在生产生活的方方面面得到了广泛的应用。其中，色度传感器件就是一种充分利用人眼对色彩的分辨和识别能力，将外部刺激信号转变成直观的颜色变化的智能传感设备。然而由于化学色是利用有机共轭结构的分子对光的选择性吸收产生的，外部刺激难以导致分子发生大范围的吸收波段变化。因此，单一分子的对刺激信号的响应范围和刺激产生的变色范围都是较窄的，从而极大制约了基于色素色变化的智能色度传感材料在实际生产中的深入应用。而相较于色素色材料，基于特殊微纳结构的选择性散射性能的结构色材料更容易通过与刺激响应型材料相结合，实现宽变色范围、高响应灵敏度的色度传感效果。极大拓展其在实际生产生活中的应用前景。其中，温度敏感型光子晶体是一类常见的刺激响应型光子晶体，其产生的结构色可以在环境温度的变化时发生相应的变化。在之前的温度敏感型光子晶体结构中大都选择以聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)水凝胶为主体。然而，以PNIPAm水凝胶材料为主体构筑温度敏感型光子晶体结构通常面临储存过程保水性差、使用过程依赖水环境、响应温度范围固定等问题。针对上述问题，大连理工大学精细化工国家重点实验室张淑芬教授团队的武素丽教授在由ZnS@SiO2微球构筑的仅有亚微米厚度的密堆积光子晶体中，填充具有温度敏感性质的聚丙烯酸低聚乙二醇酯类(POEGA)聚合物，制备一类具有长期稳定性的温度敏感型光子晶体薄膜(如图1所示)。与水凝胶基结构不同，这种超薄的光子晶体薄膜可以仅通过冷凝空气中的水分实现温度敏感变色过程。而且基于POEGA类聚合物优异的温度敏感性质，这种光子晶体薄膜表现出非常灵敏的温度敏感变色性能(
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