人工晶体学报

作者：王治强, 张齐, 梁颖, 王文欣, 陈琦

单位：1.海南大学海洋科学与工程学院,海口 570228; ；2.海南大学材料科学与工程学院,海口 570228; ；3.海南大学化学化工学院,海口 570228; ；4.海南大学,南海海洋资源利用国家重点实验室,海口 570228

关键词：光子晶体,Fe3O4@C,纳米粒子,柔性薄膜,磁场辅助法,垂直沉降法,自然沉降法,结构色,

基金：国家自然科学基金(12262011,52063014)

本文采用垂直沉降法、自然沉降法、磁场辅助法将水热法合成的Fe3O4@C纳米粒子排列成Fe3O4@C光子晶体薄膜。结果表明:垂直沉降法制备光子晶体薄膜耗时长,制得的薄膜不均匀,且薄膜只能贴合在特定基底材料上,难以分离;自然沉降法相比垂直沉降法制得的光子晶体薄膜更均匀,但表面易存在不平整的现象,仍然易贴合在基底材料表面,强行分离会导致光子晶体薄膜破碎;磁场辅助法不仅能使Fe3O4@C纳米粒子在更短时间内排列出鲜艳的结构色,还能使Fe3O4@C纳米粒子在光固化聚氨酯丙烯酸酯内部排列形成周期性有序结构,使光子晶体不裸露在空气中,减少外界因素的干扰,提升光子晶体稳定性,制得厚度均匀、表面光滑的Fe3O4@C光子晶体柔性复合薄膜。对Fe3O4@C纳米粒子进行超声处理对于获得色彩鲜艳的结构颜色至关重要,只有经过超声处理去除表面杂质的Fe3O4@C纳米粒子才能在磁场的辅助下排列形成周期性有序结构显现结构色。磁场辅助法一定程度上缩短了光子晶体柔性薄膜的制备时间,通过磁场辅助法制得的光子晶体柔性复合薄膜更均匀且表面光滑,也提升了光子晶体的稳定性,有利于促进光子晶体在安全防伪、伪装涂层、传感器、太阳能电池、生物医学等更多领域的应用。

来源：2025年第1期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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