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《天津大学》 2010年
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含磺酸基凝胶光子晶体在分析中的应用

张勇勇  
【摘要】:光子晶体(Photonic Crystal)是由两种以上具有不同介电常数的材料在空间按照一定的周期顺序排列所形成的有序结构材料。近年来,利用胶体晶体自组装性质与水凝胶的传统应用相结合制成的凝胶光子晶体在药物释放、金属探针、生物传感器等新应用方面的研究蓬勃发展,在新材料开发及临床应用等方面取得巨大进展。 本论文先采用垂直沉积自组装得到胶体晶体模板,然后采用毛细力渗透法填充模板,制备了两种含有2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的凝胶光子晶体,并进一步研究了此蛋白石结构的凝胶光子晶体的结构颜色及布拉格衍射峰对外界环境的响应性。主要研究内容包括以下三个部分: 第一部分,系统地总结和考察了二氧化硅和聚苯乙烯微球的合成方法、路线、和反应条件,确立了适用于本实验室的单分散二氧化硅和聚苯乙烯微球的制备方法,得到了高圆度、窄粒径分布的单分散二氧化硅和聚苯乙烯微球,能够满足组装可见光波段胶体晶体的要求。然后采用垂直沉积法,自组装成具有面心立方晶体结构的胶体晶体。利用场发射扫描电镜观察了胶体晶体的结构特点和缺陷情况,借助光纤光谱仪探究了面心立方胶体晶体的不完全光子带隙效应。通过反射光谱图和扫描电镜照片判断、确定和优化了乳液聚合法制备二氧化硅和聚苯乙烯微球的工艺参数。 第二部分,采用毛细力渗透法,在聚苯乙烯微球的胶体晶体模板表面填充含有AMPS和丙烯酰胺单体的前驱液,以双丙烯酰胺作为交联剂,热引发聚合,制得带有磺酸功能基团的AMPS/AMD凝胶光子晶体。该光子晶体的光子带隙波长位于可见光区,能观察到鲜艳的结构颜色。SEM扫描电镜结构表征表明该凝胶光子晶体保持了胶体晶体模板的长程有序周期性面心立方结构。因为磺酸基与水存在亲和作用,AMPS/AMD凝胶光子晶体随水含量改变能发生可逆的溶胀或收缩,从而引起凝胶光子晶体胶粒之间的距离发生变化,导致光子晶体的光子带隙发生位移,光子晶体的结构颜色也随之发生变化。光纤光谱仪监测的布拉格衍射峰光谱表明,光子带隙最大可红移约200 nm,且带隙移动大小与水含量具有相关性。该类光子晶体可用于无水乙醇中水含量的分析。 第三部分,采用毛细力渗透法,在聚苯乙烯微球的胶体晶体模板表面填充含有AMPS和N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)单体的前驱液,以丙烯酰胺作为交联剂,热引发聚合,制得具有温敏性的AMPS/NIPA凝胶光子晶体。AMPS/NIPA二元智能凝胶光子晶体结合了磺酸基团良好的亲和性和离子交换性以及NIPA的环境敏感性,在分析领域具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O734

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴玉新,徐又一;丙烯腈-马来酸酐共聚物合成的研究(二)[J];纺织学报;2000年01期
2 丛海林,曹维孝;二氧化硅胶体晶体及其为模板的多孔材料[J];高等学校化学学报;2005年03期
3 张建合,杨亚江;亲水/疏水半互穿网络凝胶在直流电场作用下的响应[J];高分子学报;2002年01期
4 白渝平,杨荣杰,李建民,谭惠民;PVA-PAA IPN水凝胶的制备及其溶胀性质研究[J];高分子材料科学与工程;2002年01期
5 白渝平,陈莹,杨荣杰,谭惠民;聚乙烯醇/聚丙烯酸水凝胶的电刺激响应性研究[J];高分子材料科学与工程;2002年02期
6 刘锋,卓仁禧;温度及pH敏感水凝胶的合成及其在生物大分子控制释放中的应用[J];高分子材料科学与工程;1998年02期
7 许美萱,刘文广,薛普兴,姚康德;电场驱动的高分子凝胶[J];高分子通报;1996年02期
8 陆大年,陈士安,鲍景旦,曹瑾,胡英;丙烯酸水凝胶的pH敏感性研究[J];华东理工大学学报;1994年06期
9 王中华;2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其应用[J];河南化工;1995年03期
10 王玉莲;郭明;郑学仿;唐乾;高大彬;;凝胶光子晶体[J];化学进展;2007年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐根;章于川;方胜阳;;分步法合成SA-IP-P(AA/AM)互穿网络高吸水性树脂及其性能研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年05期
2 林纪辰,黄毓礼,熊光超;光聚合法合成聚丙烯酸-丙烯酸钠高吸水性树脂[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年02期
3 蹇思平;李文辉;;pH敏感聚丙烯酸/α-甲基丙烯酸水凝胶的合成与性能研究[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2006年02期
4 李朝毅;段涛;杨玉山;;单因素对单分散二氧化硅微球制备的影响[J];材料导报;2009年S1期
5 傅小勤;郭明;张晓辉;战胜鑫;王娜;;光子晶体传感器的研究进展[J];材料导报;2011年03期
6 牛芳芳;黄英;季文;岳振南;王岩;;镨掺杂钡铁氧体—聚吡咯复合膜的制备和性能[J];材料研究学报;2011年01期
7 张胜兰,沈新元,杨庆;pH响应性高分子材料[J];产业用纺织品;2000年04期
8 陶贵德;张园园;罗时忠;;聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备及其溶胀动力学研究[J];池州学院学报;2008年03期
9 张建合;聚4-乙烯吡啶的疏水改性及结构表征[J];东北师大学报(自然科学版);2003年04期
10 张鸿,周群,王立久;丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯与苯胺三元共聚凝胶的制备及性能测定[J];大连轻工业学院学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 王振刚;万灵书;黄小军;聂富强;徐志康;;新型丙烯腈共聚物的合成及其膜表面性能研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
2 霍成立;刘明珠;赵武;王诗童;吴志彬;杨华明;;复合磁性材料的制备与应用[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
3 杨百全;李晨旭;付伟东;陈霞;李祥顺;;用于DNA提取的磁性纳米技术[A];第二届全国法医DNA检验技术研讨会论文专辑[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张璐;多功能磁性纳米粒子在生物医学光子学的应用[D];吉林大学;2011年
2 陈诚;聚乙烯醇凝胶光子晶体的制备及性能研究[D];华东理工大学;2011年
3 李琳;含磷酰胆碱功能基团聚合物的制备与生物相容性研究[D];华东理工大学;2011年
4 党奇峰;低温超大孔温敏水凝胶的制备、生物相容性及其作为对虾类淋巴细胞3D培养体系的可行性研究[D];中国海洋大学;2011年
5 杨桔;PLGA微球/P(NIPAAm-co-AAm)水凝胶复合体系的构建及药物缓释性能研究[D];重庆大学;2011年
6 徐晖;聚甲基丙烯酸—泊洛沙姆水凝胶的研究[D];沈阳药科大学;2001年
7 寇瑞强;烯丙基葡糖修饰聚合物分离膜的研究[D];浙江大学;2003年
8 孙新君;RhBMP-2/ACBM:一种有潜力的组织工程骨支架材料[D];第三军医大学;2004年
9 马晓光;微波低温等离子体引发聚合P(AMPS/NIPA)凝胶及其智能纺织品的研究[D];天津工业大学;2005年
10 邓勇辉;功能性磁性聚合物微球的制备、表征及其初步应用[D];复旦大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛玉华;快速响应性敏感大孔水凝胶的制备及其溶胀性能研究[D];中国海洋大学;2010年
2 杨帆;三维有序大孔无机微球的制备及功能化研究[D];武汉工程大学;2010年
3 宋明敏;功能型磁性复合颗粒的制备及其在蛋白质分离中的应用[D];东华大学;2011年
4 王雅娟;核苷类药物的酶促衍生化及其pH敏感高分子前药的制备[D];东华大学;2011年
5 艾玲;氨基多糖光敏改性研究[D];江南大学;2011年
6 赵俊;超顺磁Nano-Fe_3O_4颗粒的磁致变色研究[D];吉林大学;2011年
7 许丹;SiO_2乳胶粒子及其有序组装体的制备研究[D];武汉理工大学;2011年
8 赵会;有机胺催化正硅酸乙酯反应制备SiO_2材料[D];济南大学;2011年
9 高冠军;单分散Fe_3O_4和核/壳结构Fe_3O_4/ZnS纳米材料的可控合成与性能研究[D];中南大学;2011年
10 李付亚;动态共价交联双响应水凝胶制备及其溶胶—凝胶互变和自愈合性质研究[D];华南理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨立江,杨亚江;4-乙烯吡啶型聚皂与表面活性剂相互作用的研究[J];分子科学学报;1999年01期
2 郝凌云,周勇,江万权,朱玉瑞,李凡庆,胡源,陈祖耀;聚苯乙烯胶态晶体的合成[J];高等学校化学学报;2001年11期
3 丛海林,曹维孝;胶体晶体中的两种排列方式及堆积模式[J];高等学校化学学报;2003年08期
4 钟兴,王宇新,王世昌,金曼蓉;温敏凝胶体积相转变温度的压敏性[J];高分子学报;1994年01期
5 李文俊,王汉夫,卢玉华,汪志亮,钟伟;壳聚糖·聚丙烯酸配合物半互穿聚合物网络膜及其对pH和离子的刺激响应[J];高分子学报;1997年01期
6 卓仁禧,张先正;温度及pH敏感聚(丙烯酸)/聚(N-异丙基丙烯酰胺)互穿聚合物网络水凝胶的合成及性能研究[J];高分子学报;1998年01期
7 杨亚江;聚皂凝胶在溶液中的溶胀-消溶胀研究[J];高分子学报;1999年03期
8 左榘,张发军,安英丽,牛爱珍,张志光,栗方星,朱常英,何炳林;聚丙烯酸凝胶的动态行为及温敏相变[J];高分子学报;1999年04期
9 黄美玉;;高吸水性树脂[J];高分子通报;1988年01期
10 刘锋,卓仁禧;水凝胶的制备及应用[J];高分子通报;1995年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 易小菊;控制光子的“半导体”——光子晶体[J];湖南大学学报(自然科学版);2003年S1期
2 宁学峰,王旭东,闫珂柱;光子晶体的带隙破缺随插入介质层变化规律的研究[J];量子光学学报;2005年01期
3 ;量子点堆积三维光子晶体[J];激光与光电子学进展;2008年12期
4 杜春光,焦志伟,李师群;光子晶体中二能级原子的受激辐射的特性[J];量子电子学报;2000年05期
5 焦志伟,丁兆香;光子晶体中光场-原子束缚态[J];抚顺石油学院学报;2000年04期
6 欧阳征标,李景镇,朱骏,张登国,孙一翎;一种高效率光子晶体发光二极管[J];发光学报;2002年05期
7 邓开发,夏守之,是度芳;含缺陷态的非线性介质材料的光子晶体的双稳态特性[J];激光杂志;2004年03期
8 ;科学家制成兼具电学光学性质光子晶体[J];光机电信息;2011年08期
9 王旭东,闫珂柱,刘芳;光子晶体带隙随介质折射率变化规律的研究[J];光电子.激光;2003年10期
10 赵丽,余家国,程蓓,赵修建;三维光子晶体的化学方法制备与应用[J];稀有金属材料与工程;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何赛灵;;光子晶体及其应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 宋恺;丁涛;佟振合;;新型对称性胶体光子晶体[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
3 梁文耀;;光子晶体透射相位特性在光开关和光逻辑门中的应用[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 张登国;;二维磁性光子晶体光环行器分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 王科;郑婉华;张冶金;任刚;杜晓宇;邢名欣;陈良惠;;光子晶体垂直腔面发射激光器的模式分析[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
6 豆义波;韩景宾;卫敏;段雪;;水滑石/二氧化钛光子晶体薄膜的制备及传感器性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
7 张慧慧;申华军;周静涛;刘新宇;;基于自准直特性的硅基光子晶体的应用研究(英文)[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
8 宁鼎;;光子晶体光纤[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
9 许震宇;;光子晶体压力传感器在风压测量中的应用[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
10 周济;;“超材料(metamaterials)”及其在信息元器件中的应用[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贾正根;光子晶体学俏然崛起[N];中国电子报;2001年
2 吴铭;科学家获得光子晶体纳米结构[N];中国石油报;2003年
3 陈丹;科学家获得光子晶体纳米结构[N];科技日报;2003年
4 张孟军;攀登光子晶体高峰的人[N];科技日报;2004年
5 杨健;中科院取得光子晶体理论创新[N];人民日报;2003年
6 记者 谌达军 通讯员 郑林 王佳;魏南酋蜜发布朽业毒邪颁警报警[N];长江日报;2008年
7 记者 任海军;德研发“隐形斗篷”,效果令人激动[N];新华每日电讯;2010年
8 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室副主任 周济;电子元件走进集成时代[N];中国电子报;2003年
9 ;乐游学海的研究者[N];绍兴日报;2010年
10 ;硅以后的生活[N];科技日报;2002年
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1 任琳;金属纳米壳层光子晶体的制备及其对热辐射的调控[D];吉林大学;2010年
2 吴语茂;计算光子晶体和衍射光栅折射和反射谱的几种新方法[D];中国科学技术大学;2010年
3 罗丹;光子晶体中的超透镜和超弯曲效应研究[D];天津大学;2010年
4 李胜;光子晶体和电磁超颖材料在太赫兹频段的应用研究[D];电子科技大学;2010年
5 林密;含特异材料光子晶体的传输特性[D];电子科技大学;2010年
6 陈海滨;光子晶体波导型器件及其在太赫兹技术中的应用[D];浙江大学;2009年
7 侯金;硅基光子晶体带隙特性与波导研究[D];华中科技大学;2011年
8 万勇;光子晶体的禁带机理及不同结构晶体薄膜的制备和光学性质研究[D];青岛大学;2010年
9 亓丽梅;特殊光子晶体特性分析与应用研究[D];电子科技大学;2009年
10 费宏明;光子晶体量子阱的输运特性[D];山西大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张勇勇;含磺酸基凝胶光子晶体在分析中的应用[D];天津大学;2010年
2 王雷雷;光子晶体谐振腔的研究设计[D];电子科技大学;2011年
3 江慧;光放大用二维光子晶体及其波导的理论研究[D];大连理工大学;2010年
4 刘洋;光子晶体慢光与物质的相互作用[D];上海交通大学;2010年
5 赵优美;基于SOI平板光子晶体的理论研究[D];山东建筑大学;2010年
6 张芬;光子晶体负折射特性及其应用的研究[D];电子科技大学;2010年
7 孙静;二维光子晶体特性及应用研究[D];江苏大学;2010年
8 吉亚萍;一维光子晶体滤波器的设计及性能研究[D];天津师范大学;2010年
9 方博;光子晶体中光脉冲的动态调控和色散关系研究[D];上海交通大学;2010年
10 杨春云;二维光子晶体缺陷间的耦合及波分复用研究[D];南昌大学;2010年
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