基于光子晶體的層層組裝設(shè)計與表征

牛　慧，余莉萍

目前，層層組裝技術(shù)因其自身卓越的特性而被廣泛用于生物醫(yī)藥、化學(xué)和物理等各個領(lǐng)域［1-7］。層層組裝法是一種基于物質(zhì)間的非共價鍵弱相互作用通過逐層作用的方式構(gòu)筑復(fù)合膜的制備方法［1］，其本質(zhì)是多次界面組裝的有機組合，可以對每一次界面組裝過程進行獨立的設(shè)計與調(diào)控［3，8］。在研究層層組裝時，通常采用原子力顯微鏡(AFM)觀察膜的厚度［3，6-7］以及采用場發(fā)射掃描電鏡(SEM)觀察界面形貌［5］以了解層層組裝的進程。這兩種表征方法都不能實現(xiàn)適時監(jiān)測組裝進程。

凝膠光子晶體是一種將水凝膠材料結(jié)合到光子晶體結(jié)構(gòu)中形成的一種既具有光子晶體帶隙結(jié)構(gòu)又對外界環(huán)境變化具有響應(yīng)性的新型材料，也被稱為響應(yīng)性光子晶體［9-10］。凝膠光子晶體具有信號自表達特性，能把環(huán)境變化引起水凝膠體積的膨脹或收縮或者相的轉(zhuǎn)變以光學(xué)信號的形式表現(xiàn)出來［11］，宏觀上可通過衍射峰的位移或顏色變化表達其響應(yīng)性［12-15］。本研究將凝膠光子晶體的適時光響應(yīng)特性與層層組裝技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了水溶液中層層組裝過程中光子晶體布拉格衍射峰的變化監(jiān)測，發(fā)展了一種新的層層組裝表征手段。

1　實驗部分

1.1　儀器與試劑

BT-125D電子天平(德國賽多利斯科學(xué)儀器有限公司);KQ2200B型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);DZG-4018電熱真空干燥箱(天津市天宇實驗儀器有限公司);pH計(FE20K)(德國梅特勒-托利多公司)。

聚烯丙基胺鹽酸鹽(質(zhì)量分數(shù)為……