對(dui)大部(bu)分人來說(shuo),介孔光子晶體這(zhe)個(ge)詞是十分陌生而(er)神秘(mi)的。實(shi)際上,這項(xiang)新材料正逐步(bu)走進我們生活的方方面面,特別是在智(zhi)能防(fang)偽(wei)領域。
首先,什(shen)么是介孔材料呢?根據國際(ji)純粹與應用化學(xue)會(IUPAC)的定義,多孔材料根據其孔徑的大小可以分為三大類:第一類是孔徑小于2 nm 的微孔材料,第二類是孔徑在 2-50 nm 之間的介孔材料,而孔徑大于 50 nm 的我們則稱之為大孔材料。
相較于大多(duo)數(shu)多(duo)孔(kong)材料(liao)來說(shuo),介孔(kong)材料(liao)具有(you)許獨特的(de)優越(yue)性(xing)能:如(ru)高(gao)度有(you)序的(de)孔(kong)道(dao)結(jie)構(gou)、規(gui)則可(ke)(ke)控的(de)孔(kong)徑、高(gao)比表面積、高(gao)孔(kong)隙率、良好的(de)水(shui)熱(re)穩定性(xing)、形貌(mao)可(ke)(ke)控的(de)介孔(kong)結(jie)構(gou)、 多樣化(hua)(hua)無機組分、可控的(de)(de)(de)表面基團等。這些獨特的(de)(de)(de)理(li)化(hua)(hua)性質(zhi)使(shi)得介孔材(cai)料在分離、選擇吸附、催化(hua)(hua)、載藥、緩(huan)釋、電(dian)極(ji)材(cai)料等各種功能(neng)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)有著為廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用(yong),并且成(cheng)新材(cai)料等領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)熱點之一。
正(zheng)是由于介孔材(cai)料具(ju)備以(yi)上眾多獨特(te)而優越的性能以(yi)及(ji)各種潛在的應用(yong)(yong)領域。其中(zhong)一方面是,結合光學研究(jiu)(jiu),賦予介孔材(cai)料可視(shi)化的變(bian)色(se)效果;因此,部分研究(jiu)(jiu)機構提(ti)出(chu)利用(yong)(yong)介孔材(cai)料構建結構色(se)光子晶體材料,這(zhe)樣可(ke)以將介孔材料的(de)高(gao)比表面(mian)積、強吸附(fu)能(neng)力等特性與光(guang)(guang)子晶體的(de)調(diao)制光(guang)(guang)子的(de)能(neng)力相結合起來,從(cong)而有可(ke)能(neng)在吸附(fu)、分(fen)離過(guo)程、氣(qi)體傳感、動態(tai)防偽等領域(yu)實現可(ke)視化顯示,這(zhe)項研(yan)究有著重要的(de)應(ying)用前景。
近(jin)期(qi),東南(nan)大學的顧忠澤教授課(ke)題組(zu)以(yi)這樣的理(li)念(nian)設計了一種吹氣可變色的防偽材料。據(ju)他們介(jie)紹:該材料是以(yi)單分散介孔二氧化硅微球為基本單元;而這項研(yan)究是從觀察一(yi)種變(bian)色天牛,受(shou)到啟發得到的(de)。這種變(bian)色(se)天(tian)牛的(de)表皮(pi)可以根據空氣(qi)中的(de)濕度變(bian)化(hua),產生(sheng)顏(yan)色(se)上的(de)響應變(bian)化(hua)。他們材(cai)料可(ke)以(yi)模仿天牛變(bian)色的過程(cheng),該研究團隊(dui)使用的是一種對水蒸氣具有很強吸附能力的介孔納米材(cai)料、該材(cai)料是(shi)一(yi)種核殼結構的單分散介孔二氧化硅微球,它(ta)不僅比表面(mian)積大并(bing)且粒度可控。正是這(zhe)樣(yang)一種(zhong)材(cai)料制造(zao)出(chu)了吹(chui)氣可變色的智能防偽材料。
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