超順磁功能分子制備及性能研究.pdf

1、本論文制備了一種能夠呈現(xiàn)特殊顏色效果的超順磁性功能分子，并對其分散液的呈色性能做了相關(guān)的研究。分散在溶劑中的這種功能分子能夠在磁場誘導(dǎo)下自組裝成光子晶體結(jié)構(gòu)，通過磁調(diào)控可呈現(xiàn)特定的結(jié)構(gòu)色，本文制備出的樣品實現(xiàn)了在可見光范圍內(nèi)從藍色到紅色的調(diào)控。制備這種功能分子所采用的方法是高溫水解法，在高溫環(huán)境下對三價鐵離子進行水解、還原，最終脫水生成磁性微球，并在反應(yīng)物中添加了聚丙烯酸，以改善分子的分散性能。為了使微球性能更加穩(wěn)定，還采用Stober

2、法在堿性條件下對微球表面進行了硅修飾，獲得了性能穩(wěn)定的硅磁微球。理論方面的研究是將磁組裝生成的結(jié)構(gòu)模型化，設(shè)置球半徑R,晶面間距M,同一晶面上的球間距F，晶面層數(shù)C四個結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用時域有限差分法(FDTD)分析每一個結(jié)構(gòu)參數(shù)對其呈色性能的影響。通過性能檢測，發(fā)現(xiàn)制備出的產(chǎn)物具有較好的超順磁性能和分散性，顆粒呈球狀;沒有硅修飾的產(chǎn)物分散在水中呈現(xiàn)的顏色反射率低，約為10％，并且性能不穩(wěn)定，存放約4天就失去了呈色性能;硅修飾的產(chǎn)物呈色性能

3、高，反射率達到了約30％，并且存放時間長，性能穩(wěn)定，其呈色性能并不隨著時間的增加而有所改變，能存放90天以上，光譜調(diào)控具有可逆性;隨著光照強度以及光照角度的變化，分散液的光學(xué)衍射特性會有所變化，表現(xiàn)出各向異性。同時，理論研究得出了結(jié)構(gòu)模型呈現(xiàn)出理想的顏色參數(shù)組合，并且發(fā)現(xiàn)改變晶面間距M所引起的光譜性能的變化與實驗中用磁場調(diào)控微球體系所引起光譜性能變化規(guī)律是一致的，改變微球功能分子之間的間距將導(dǎo)致其衍射顏色的變化，同時，其他三個結(jié)構(gòu)參數(shù)對