我國科研團(tuán)隊(duì)合作在藍(lán)相液晶光子晶體研究中取得進(jìn)展
利用藍(lán)相液晶的非擴(kuò)散相變特征,制備出大色塊多疇藍(lán)相液晶膜,實(shí)現(xiàn)了60 μm晶疇的微區(qū)激光和溫度可調(diào)控二進(jìn)制三進(jìn)制二進(jìn)制碼。
軟物質(zhì)材料的制備、性能表征和光學(xué)應(yīng)用研究已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。藍(lán)相液晶作為典型的軟物質(zhì)材料,介于各向同性態(tài)和膽甾相之間的相態(tài)具有不同的晶體對稱性,從各向同性態(tài)開始降溫,依次出現(xiàn)非晶態(tài)藍(lán)相III (BPIII),具有O2 (P4232)對稱性的藍(lán)相II (BPII)和具有O8 (/4132)對稱性的藍(lán)相I (BPI)。目前,仍缺乏對藍(lán)相液晶BPIII,BPII和BPI間相變過程的動態(tài)研究,其相變機(jī)理仍不清楚。 近日,中國科學(xué)院院士、理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)中心研究員江雷,研究員王京霞聯(lián)合華東理工大學(xué)教授鄭致剛,復(fù)旦大學(xué),中科院化學(xué)研究所和日本中央大學(xué)等,在Nature Communications上發(fā)表了題為Diffusionless transformation of soft cubic superstructure from amorphous to simple cubic and body-centered cubic phases的研究論文;诶砘捌谘芯堪l(fā)展的超穩(wěn)定聚合物藍(lán)相液晶光子晶體膜的制備(耐溫范圍 -190 ℃~350℃),結(jié)合透射電鏡、二維光學(xué)表征、同步輻射、原位激光及偏光顯微鏡對藍(lán)相液晶實(shí)空間微觀尺度和倒空間的動態(tài)觀察,揭示出藍(lán)相液晶BPIIIBPII和BPIIIBPI是非擴(kuò)散相變過程,BPIIBPI之間是熱彈性馬氏體相變過程。利用藍(lán)相液晶的非擴(kuò)散相變特征,制備出大色塊多疇藍(lán)相液晶膜,實(shí)現(xiàn)了60 μm晶疇的微區(qū)激光和溫度可調(diào)控二進(jìn)制三進(jìn)制二進(jìn)制碼。此外,科研人員以BPIIBPI熱彈性馬氏體相變?yōu)槟P,證明熱彈性馬氏體相變過程具有兩步轉(zhuǎn)變過程。 圖1.藍(lán)相液晶相變過程中織構(gòu)的演變,聚合物穩(wěn)定藍(lán)相液晶在Stage IV具有-190-340 ℃的溫度穩(wěn)定性 圖2.透射電子顯微鏡(TEM)和同步輻射小角X射線衍射(Syn-SAXS)表征單相的BPI和BPII 圖3.TEM和Syn-SAXS表征Stage IV中核殼結(jié)構(gòu)的BPII/BPI,BPIII/BPI,和BPIII/BPII晶界 圖4.非擴(kuò)散相變中晶面關(guān)系的角度分辨微區(qū)光譜(ARM)測試和模擬 圖5.二進(jìn)制/三進(jìn)制二維碼 圖6.溫度可調(diào)二進(jìn)制/三進(jìn)制二維碼防偽應(yīng)用 圖7.熱彈性馬氏體相變過程中的帶邊激光研究 論文通訊作者為王京霞和鄭致剛,論文第一作者為理化所研究生劉捷。研究工作得到科技部納米科技重點(diǎn)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的支持。 論文下載: Liu_et_al-2021-Nature_Communications.rar (5814 K) |
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