全光谱SiO2结构色薄膜的加色法制备及其光学性能

为解决在制备不同粒径的小球来实现全光谱结构色过程中工作量大的问题,采用溶剂调控法合成粒径均匀的304、260、200 nm的SiO₂纳米颗粒,利用三原色加色法原理将3种不同粒径的纳米SiO₂悬浮液按照不同质量比两两混合,然后放在烘箱中进行重力沉降自组装,制备出全光谱非晶光子晶体结构色薄膜,探究混合比例对SiO₂光子晶体结构色的影响。同时为提高结构色的饱和度,将墨水添加到不同混合比例的SiO₂悬浮液中,研究墨水质量分数对光子晶体结构色的影响。结果表明：随着小粒径SiO₂比例的增加,结构色会出现蓝移现象;墨水质量分数越高,结构色亮度越低,色度呈先增加后减小趋势,当墨水质量分数为0.4%时,结构色饱和度最好。     

均匀SiO2纳米颗粒的制备及其结构生色

基于St?ber法,以正硅酸乙酯为前驱体,氨水为催化剂,蒸馏水作为水解剂,乙醇为溶剂,制备出粒径范围在亚微米级的均匀二氧化硅(SiO2)纳米颗粒;研究了粒径与反应温度、反应时间及溶剂体积的关系.制备过程中发现,固定其它反应条件不变,仅通过调控溶剂乙醇的用量,即可精准调控SiO2颗粒的粒径及其均匀度;溶剂调控法制备的颗粒为均匀球形,粒径范围在150～450 nm之间,分散系数PDI小于0.1.研究结果表明:反应温度升高,SiO2粒径减小;反应时间增加,粒径变大,但在2 h后保持不变;溶剂乙醇体积增加,粒径减小,粒径与乙醇体积存在线性关系;同时,通过颗粒自组装形成的光子晶体薄膜具有明显的结构色,进一步验证了溶剂调控法制备均匀颗粒的有效性.     

具有低角度依赖性的全可见光谱结构色薄膜的制备

为解决传统染料高污染、高能耗等问题,实现无污染的全可见光谱结构色的制备,采用基于Stöber法的溶剂调控法合成了3种不同粒径(320、240和200 nm)的SiO₂纳米颗粒(SNPs),3种粒径的SNPs分别制备出了红色、绿色和紫色SiO₂光子晶体(PC)薄膜,然后通过改变2种粒径SNPs的质量比制备了能够覆盖全可见光谱的结构色PC薄膜。结果表明:当较小尺寸SNPs的比例增加时,PC膜的结构色发生蓝移,另外由2种粒径SNPs组成的PC薄膜显示出低角度依赖性的结构色,这是由其非晶光子晶体(APC)结构所造成的,传统全可见光谱结构色的获取需要合成一系列粒径的微球,这种方法与传统制备方法相比更简单、更快速,可作为颜料和涂料对不同的基材染色。     

微米级二氧化硅微球的制备及其粒径调控

为解决传统St?ber法制备的SiO2微球粒径不易调控且尺寸难以突破微米级的问题,首先采用溶剂调控法合成了均匀亚微米级SiO2悬浊液（种子溶液）,然后通过种子生长法制备大粒径的微米级SiO2微球。测试与分析结果表明,SiO2微球粒径为300～1 600 nm,尺寸均匀可控;匀速加料有助于提高微球的均匀性。该方法具有低成本、可重复操作的优势。     

胶体自组装法制备光子晶体颜料的研究进展

与传统颜料生产及应用过程中的污染、能耗相比,光子晶体颜料是一种绿色无污染的新型结构色颜料。分析了光子晶体的生色原理,归纳了胶体自组装法制备光子晶体结构色颜料的方法。彩虹色光子晶体颜料的制备方法中,重力沉降法和垂直沉积法的工艺和设备最为简单,喷墨打印法可按需在基材表面精确定位、效率高。非彩虹色光子晶体颜料通常采用掺杂法、喷涂法、雾化沉积法及核壳结构法等制备,其中喷涂法和雾化沉积法可快速、大面积制备非彩虹色光子晶体颜料;核壳结构法能够制得稳定性较好、饱和度高的颜料。最后总结了光子晶体结构色颜料的优缺点及应用前景。     

功能性结构色纳米纺织材料的研究进展

结构生色是一种无需染料或颜料的纺织品着色技术,因其绿色环保、颜色易调控等优点,成为当前研究的热点。文章介绍了光子晶体结构色,包括光子晶体结构生色的原理、分类与制备方法、以及纳米微球的种类。其次从机械稳定和不同功能应用方面,介绍了结构色纳米纺织材料的制备和性能,并分析了他们的优缺点。机械稳定型结构色纳米纺织材料主要利用添加黏合剂来提高光子晶体结构的稳定性,使纺织材料上的光子晶体耐摩擦、水洗等;通过微球或基材表面的化学或物理改性,可使改性的结构色纺织材料具备疏水、疏油功能;响应型结构色纳米纺织材料主要是在光子晶体中引入具有刺激响应功能的材料,使纺织材料对外界刺激产生不同响应效果。最后指出功能性结构色纳米纺织材料发展中存在的问题,并对该研究方向进行了展望。     

光子晶体结构色纺织材料的制备及应用研究进展

为解决当前纺织印染行业大量使用高污染、高能耗且易褪色的传统化学染料和颜料的问题,针对结构生色材料所具有的不含着色剂、颜色鲜艳、不易褪色等特点,本文综述了近年来光子晶体结构色纺织材料的制备及应用研究进展。介绍了光子晶体结构及其结构生色机理,阐述了结构色纺织材料常用的制备方法,着重归纳了光子晶体结构色在纤维、纱线、织物及颜料等方面的应用,并分析了其在应用过程中存在的问题。分析表明,光子晶体结构色纺织材料已经可以达到大面积快速制备,且在织物上构筑结构色较为方便且研究较多,在纱线上构筑结构色的研究较少,在纤维上构筑结构色容易赋予其功能性且相关研究逐渐增多。最后总结了光子晶体结构色应用于纺织领域所存在的问题,并对该研究方向进行了展望。     

量子化学计算白藜芦醇与芝麻酚在油脂中的抗氧化协同作用

目的：研究白藜芦醇与芝麻酚间的抗氧化协同机理。方法：通过DPPH和氢过氧化物分别检测葵花子油中自由基和过氧自由基的含量变化，并结合诱导期的测定，优化组合白藜芦醇与芝麻酚二者比例，并采用量子化学计算模拟反应过程。结果：在180 ℃加热2 h，添加白藜芦醇与芝麻酚的葵花籽油中，总自由基含量分别为（0.08±0.03），（0.20±0.03） mol/L，相比于空白[（0.44±0.01） mol/L]，白藜芦醇具有最佳抑制效率，且芝麻酚清除过氧自由基的能力最强。二者在纯化的葵花籽油中发生协同作用的最佳添加量为1 400，200 mg/kg，且在180 ℃降解速率下，白藜芦醇具有保护芝麻酚的作用。结论：利用量子化学的手段发现二者存在动态平衡的过程，由于白藜芦醇的添加量是芝麻酚的7倍，所以反应更倾向于白藜芦醇向芝麻酚自由基供H。     

基于光子晶体的结构色织物研究进展

针对传统印染行业污染高、能耗高的问题,综述了一种绿色环保的纺织着色印染方式,即结构生色的织物着色方法;分析了其光子晶体结构的生色原理,并将采用光子晶体结构的色织物制备方法总结为一步法和二步法。一步法为直接在织物表面涂覆结构色材料,其中重力沉降法和垂直沉积法制备方法简单,静电自组装法结构色织物的厚度可控,喷墨打印法可实现织物的局部精准着色,雾化沉积法适用于不规则织物表面的印染,磁控溅射法适用于各种材料织物的染色;二步法为从结构色纤维、纱线到织物的制备方法,制备步骤复杂,但制备织物的力学性能较一步法好,印染织物后其色牢度优。最后总结了结构色织物在发展中存在的问题。     

不同粒径SiO₂颗粒混合制备光子晶体结构色薄膜

采用基于Stöber工艺的溶剂调控法制备了分散性较好的247 nm和285 nm SiO2纳米颗粒，通过调控两种SiO2纳米颗粒的混合比例构建不同颜色的结构色薄膜。当247 nm SiO2所占比例增加时，颜色逐渐蓝移，但由于非相干光散射的影响，光子晶体薄膜颜色较淡。为解决这一问题，在SiO2悬浮液中加入墨水，当墨水含量增加时，薄膜的明度降低、饱和度提高，且墨水质量分数为0.06%时饱和度最高。考察了粒径、混合比例以及墨水含量对结构色的影响，结果发现光子晶体的结构色受粒径影响，且符合布拉格公式，混合比例的不同改变了SiO2的平均粒径，因而形成不同颜色。由两种粒径的SiO2产生不同结构色的方法简便快捷，可以用作颜料、涂料进行染色。