一、Three-dimensional Ordered Silica Colloidal Film Self-assembly Deposited on a VerticalSubstrate（论文文献综述）
张蔚[1]（2021）在《等离子体纳米间隙阵列及光学性能研究》文中进行了进一步梳理等离子体微纳结构与光相互作用产生独特的表面等离子体共振效应,尤其在特定波长的入射光激发下,可以引发显着增强的局域电磁场,促进光与物质的相互作用,这一特性在物理、化学、材料科学和生物等领域具有很大的应用潜力。然而目前关于等离子体微纳结构的研究主要停留在实验室阶段,想要使该领域从实验室走向实际应用,不仅要求等离子体微纳结构具有显着且可控的等离子体共振效应,而且要求制备技术成本低、大面积且高通量以满足实际应用的量化生产。近些年来,由于具有纳米间隙或纳米尖端特征的等离子体微纳结构与光相互作用可引发显着增强的局域电磁场,人们对其研究热度持续增长。纳米间隙通常是指两个无限接近的金属纳米结构之间的纳米级尺寸的间隙,尤其当间隙尺寸减小至小于10纳米（Sub-10 nm）的范围内,纳米间隙内的电磁场强度会急剧增强;另一方面,由于电子倾向聚集在高曲率半径的位置,所以在具有纳米级尺寸的尖端处会产生电场增强。因此想要实现显着电磁场增强,制备同时具有纳米间隙和纳米尖端的等离子体微纳结构就成了研究的重中之重。但是,传统的等离子体微纳结构制备技术很难简单有效地实现同时具有小于10纳米的间隙和尖端的等离子体微纳结构的制备。基于以上研究背景,本论文以低成本高通量地制备等离子体微纳结构及手性微纳结构为目标,结合边缘刻蚀中新兴的纳米切割技术与热沉积技术,制备了同时具有纳米间隙和纳米尖端的等离子体微纳结构。结合理论模拟和光学表征,讨论了电磁场增强的机理,为其从实验室走向实际应用奠定了基础。在第二章中,我们结合胶体刻蚀与纳米切割技术制备了月牙形纳米间隙阵列,阵列中的每个结构单元都同时具有纳米间隙和两个纳米尖端,而且纳米间隙的尺寸可以在小于10纳米的范围内进行调控。当特定波长的激发光垂直入射时,在纳米间隙和月牙形的两个尖端处会产生电磁场增强,其相较于仅有纳米间隙或纳米尖端的结构呈现出数量级的增强,这是由于间隙等离子体和尖端引发的纳米聚焦之间互相耦合实现的。随着纳米间隙宽度的逐渐减小,电场强度逐渐增加。此外,我们采用表面增强拉曼光谱（SERS）对具有不同间隙宽度的月牙形纳米间隙阵列进行光学表征,SERS信号的强度随着纳米间隙宽度的减小而单调递增,在间隙宽度约为1 nm时达到最大,相应的增强因子为6.04×108,处于该领域中的主流水平。总而言之,具有“集成热点”的月牙形纳米间隙阵列表现出超强的限域电磁场和出色的SERS信号,有望作为高性能和多功能的基底应用于单分子检测和表面增强光谱等领域。在第三章中,我们将着眼于手性微纳结构的制备,提出了一种低成本大面积的制备方法,将不对称因素引入月牙形纳米间隙,从而构建了一个全新的手性纳米体系。我们通过结合掠射角沉积和纳米切割技术成功制备了手性纳米间隙,为纳米结构加工技术拓展了新的方向。两层金纳米月牙被一个小于10纳米的间隙隔开,由于基底的存在所以结构的对称性被打破。当圆偏振光垂直入射时,在纳米间隙和月牙形尖端处激发出强烈的手性电磁场,继而引发手性光学响应。进一步在小于10纳米的范围内调节纳米间隙的宽度,从而对可见光范围内的手性光学响应进行调谐。此外,手性纳米间隙作为具有SERS活性的基底,对L/D-半胱氨酸探针分子显示出特异性拉曼峰和不同的SERS强度,证明了手性纳米间隙可以通过拉曼光谱识别特定的半胱氨酸对映体。这类制备方法通用且能够大面积低成本地制备手性超材料;既无需多步刻蚀,也无需额外的手性模板,即可简单地制备得到手性纳米间隙。具有尖端的手性纳米间隙阵列在圆偏振光下可以激发超手性场,在手性传感和光学超材料等领域具有巨大的应用潜力。在第四章中,基于均质手性纳米间隙的制备技术和等离子体共振模式,我们进一步制备了异质金-银手性纳米间隙,研究了其手性光学响应,并用理论模拟对增强机制进行了细致的分析。异质手性纳米间隙在可见光范围内表现出更加优异的手性光学响应。理论模拟证实了由于极窄纳米间隙和纳米尖端的存在,高速振荡的电磁场将圆偏振光的螺旋周期有效压缩产生局域超手性场,并激发了显着的电场增强,进一步可用于光与物质间的相互作用,推动了其在手性传感领域的实际应用。在超手性场的基础上,我们实现了不依赖圆偏振光和手性标记分子进行多种手性分子对映体的直接拉曼识别。这一实验结果证实了手性纳米间隙不受限于特定种类的分析物,在某种程度上对手性纳米间隙及拉曼光谱领域起到了推动作用,例如:促进常规的拉曼光谱成为手性检测的有效工具,提供一个独特的视角从手性的构型及电磁场效应去理解SERS的作用机制,有望对化学和生物医学领域的实际应用起到推动作用。
苏倩倩[2]（2020）在《有序多孔纳米结构的薄膜干涉效应及生物传感研究》文中研究指明生物分子相互作用贯穿整个生命活动,其过程的动态监测在生命科学研究、医学诊断、新药研发、农业与食品生产等领域具有广阔的应用前景。非标记生物传感因其能够进行实时、原位分析非常适合对生物分子相互作用过程进行动态监测。反射干涉光谱法（Reflectometric Interference Spectroscopy,RIfS）是一种利用白光干涉原理实现对薄膜光学厚度（薄膜的物理厚度与整体折射率的乘积）的测量从而动态监测生化反应进程的非标记分析技术,能够进行高通量、低成本、简单快速的分析,近年来发展迅速。干涉基底的构筑是RIfS技术的关键,各种新的干涉基底不断被报道出来,但是现有干涉基底都存在着固有的缺点和不足。胶体晶体是由单分散的胶体粒子紧密有序排列而形成的三维有序多孔纳米结构,包括蛋白石（opal）和反蛋白石（inverse opal）两种类型,因其具有光子晶体的性质而获得广泛的应用。本论文首次系统地研究了胶体晶体薄膜的干涉效应,发展了一类性能优秀的新型干涉基底,构筑RIfS传感系统并实现了微量酶的检测及酶促反应动力学分析,探索了该系统在复杂生物流体中进行生物分子相互作用分析的能力,并对基底进行了进一步的优化,获得了孔径和孔隙率更大的有序多孔薄膜。以上工作为生物分子相互作用的动态监测提供了新的方法和思路。本论文的主要工作如下:1.通过改进的“垂直沉积”法实现了SiO2胶体晶体薄膜的批量制备,一次能够同时生长多片性质相同的薄膜。系统地研究了生长过程中SiO2胶体悬浮液的浓度、所得薄膜的厚度及光学性质的变化,发现薄膜的厚度与胶体悬浮液的浓度呈正相关,而胶体悬浮液的浓度由颗粒沉降速度及悬浮液蒸发速度共同决定。此外,通过对薄膜不同区域及不同薄膜衍射峰位的系统研究发现,胶体颗粒的粒径偏差是影响薄膜沿生长方向上光学性质的主要原因。2.将显微镜与传统RIfS结合,构筑了微区RIfS检测系统,实现了微区反射干涉光谱的采集与记录。在此基础上,首次系统地研究了SiO2胶体晶体薄膜的干涉效应,考察了硅球粒径以及薄膜厚度对SiO2胶体晶体薄膜干涉效应的影响,研究发现,硅球粒径对薄膜的干涉效应基本上没有影响,而膜厚对干涉效应影响很大。另外,结合RIfS系统,研究了膜厚对系统灵敏度的影响,发现膜厚越厚,系统越灵敏。综合二者,获得了SiO2胶体晶体薄膜作为干涉基底的最优化的厚度,为46μm,以此厚度的薄膜作为后续传感研究的干涉基底。3.利用明胶分子功能化SiO2胶体晶体薄膜,构筑了一种能够进行原位、实时、非标记分析微量酶的传感系统,比较了不同功能化方法对传感灵敏度的影响,优化了功能化的方法。利用胰蛋白酶对明胶的降解作用实现了对胰酶浓度的定量分析,该传感系统具有较宽的线性范围和较低的检测限。进一步地,验证了传感系统的化学选择性,探索了此传感系统在酶促反应的动力学分析中的应用。4.利用葡萄球菌蛋白质A（SPA）与人免疫球蛋白G（hIgG）之间的特异性相互作用,以SPA功能化的SiO2胶体晶体薄膜为干涉基底,实现了全血样品中hIgG的分析。研究了功能化过程中p H值、离子浓度等对传感效果的影响,优化了实验条件。该传感系统在缓冲液及稀释的全血样品中均能进行hIgG的定量检测,检测结果与传统的免疫比浊法一致,验证了背反射信号采集及多孔结构对成分的分离作用在分析复杂样品中的优势。5.以SiO2胶体晶体为模板,制备了有序多孔聚苯乙烯薄膜,优化了制备方法和薄膜整体厚度。另外,研究了TiO2层的制备方法及干涉增强效应,实现了对有序多孔聚苯乙烯薄膜干涉效应的增强。最终所得薄膜能够很好地保持SiO2胶体晶体薄膜的优势,却具有更大的孔径、孔隙率和信号响应,更适合进行生物大分子的相互作用分析,也为传感系统的应用拓展提供了更多可能性。综上所述,本论文基于胶体晶体薄膜的干涉效应发展了一类新型的干涉基底,该类基底结构有序、制备方法可重复性好,表面性质稳定,且在复杂生物流体分析中显示出优势,促进了反射干涉技术的进一步发展和应用,为生物分子相互作用的动态检测提供了新的思路和更多的可能性。
朱轲[3]（2020）在《基于光子晶体结构色的液滴式数字核酸检测研究》文中提出核酸检测在传染病防治和基因工程领域都有重要的应用,然而目前主流的检测技术仍然存在一些局限（如检测需要借助荧光和显色剂以及大型仪器设备）,这不利于将核酸检测应用于检测条件有限的环境中。光子晶体是一类自然界中常见的具有特殊光学性质的周期性有序结构,由于其独特的PBG,可对特定波长的光波进行选择性地反射,因而光子晶体具备特定的结构色。与此同时,材料表面的亲疏水性与其表面的微纳结构具有直接的相关性,因此基于材料表面亲疏水性质改变的方法,光子晶体材料可通过表面液体行为的调控实现液体样本的图案化分布与富集,并制备出基于液滴的光学检测平台。结合数字核酸检测技术,该光学检测平台可以实现基于光子晶体结构色的液滴式数字核酸检测。本文使用光子晶体材料,结合表面亲疏水相关原理与数字核酸检测相关理论,系统地展开了三项研究工作。在第一项工作中,我们完成了特定结构色的光子晶体基底的制备,分别采用三种原理不同的方法:纳米热压印法、刮涂法、模板牺牲法,制备出三种性质不同的光子晶体基底（硝酸纤维素二维光子晶体、硝酸纤维素三维光子晶体、二氧化硅三维光子晶体）,并通过电镜表征确定其结构的完整性。在第二项工作中,我们对不同的光子晶体基底,采用不同方法（物理结构改变和化学性质改变）进行亲疏水改性。经过综合比较,选取改性后接触角差异达到133.1°的二氧化硅光子晶体基底为最终基底,并结合仿生学原理（模仿纳米布沙漠甲虫外壳）,制备出可形成432个液滴,单个液滴直径为800 μm的光子晶体液滴阵列。在第三项工作中,我们首先对制备的光子晶体液滴阵列与反应体系进行优化。之后,在检测位点修饰可与核酸扩增副产物发生络合反应的羧基基团,使基底可通过结构色的变化表征扩增反应的发生与否。最后,通过对432个反应位点的定性检测结果统计学分析,证明该平台可以实现检测限为7 copies/μL,范围4个数量级的数字核酸检测。本课题创新性地结合光子晶体结构色和材料亲疏水性以及数字核酸检测相关的理论,通过光子晶体液滴阵列完成了基于光子晶体检测平台的数字化核酸定量检测,具有广泛的生物医学应用前景。
周永琪[4]（2020）在《P型层纳米刻蚀对GaN基紫外LED发光效率影响研究》文中提出近年来,GaN基发光二极管（LED）由于耗能低、绿色环保、寿命长、尺寸小等优点引起了人们越来越多的关注,被广泛用于全彩显示器、交通信号灯、固态照明等领域,但是GaN基LED的发光效率仍需进一步改进,然而外量子效率低的问题仍需要克服,关键问题是如何解决GaN与空气界面存在的全反射角引起的光提取效率（LEE）低问题。本文围绕基于单层胶体晶体衍生纳米结构提高LED的发光效率进行研究,利用金属有机化学气相沉积法（MOCVD）在蓝宝石c面上生长In GaN/GaN多量子阱结构的LED,制备单层二氧化硅（Si O2）纳米球膜,并将其应用到GaN基LED表面进行掩模刻蚀,实现芯片表面图案化,增强LED的发光效率。如何制备单层纳米球掩模是目前的热点和难点。为了找出最优的高质量单层Si O2纳米球阵列排布,本论文设计了旋涂法和浸渍提拉法这两种小球涂布实验方法。通过金相显微镜和SEM对所得到的Si O2纳米球的形貌进行分析,研究发现:（1）旋涂法自组装过程的Si O2纳米球的浓度影响着自组装形成的薄膜厚度;悬浮液溶剂的稀释比控制着Si O2纳米球溶液的挥发性和延展性;匀胶机的旋转加速度为Si O2纳米球悬浮液提供扭曲力减少Si O2纳米球飞溅到基片外。（2）浸渍提拉法自组装过程的悬浮液的用量在一定范围内会达到饱和;分散剂的加入改变了Si O2纳米球表面的物化性质,可与有机物产生相容性,改善Si O2纳米球的分散性;SDS表面活性剂的添加,改变了溶液表面的界面状态,使得纳米球在气液自组装界面的排布更加均匀。将两组最佳效果进行研究分析得出提拉法形成六角密排结构且单层阵列的最优。从影响GaN基LED的出光效率的因素角度出发,本文进一步设计将单层二氧化硅阵列作为掩模板,使用自上而下的ICP刻蚀技术在LED的P-GaN层制备出周期性纳米图案。刻蚀得到的纳米结构的GaN呈现出应力松弛,与平片的LED相比,具有纳米图案表面的LED的光提取效率受到极大的影响。浅刻蚀深度可以阻止LED内载流子的自发辐射复合导模转化,同时还可以增强纳米图案对导模的耦合作用,若刻蚀深度过深纳米图案会对有源层产生破坏而使得有源层内的光子态密度大大减小导致载流子辐射复合率降低,所以需要优化刻蚀深度,找出器件的整体发光性能和耐压特性等综合特性最佳时的深度。考虑到刻蚀深度对LED的发光效率有着极大的影响,本文设计了三种不同刻蚀深度的实验,从样品的表面应力、发光强度等方面的变化分析刻蚀深度对外延片的影响,并制作成器件进行光电性能测试。再根据测试结果分析不同的刻蚀深度影响LED发光效率的内在机理,从中找到了最优的刻蚀深度。本文实验结果表明,利用单层二氧化硅纳米球刻蚀能够有效地提高LED的发光效率,在20m A注入电流下,光输出功率提高的幅度可达11.7%。本文通过优化实验参数得到了高质量单层有序的二氧化硅纳米球阵列并且找到相对较优的刻蚀深度为150nm,从而提高了LED的发光效率,也进一步为改善发光效率的研究给出了一定的方向。
谢京励[5]（2020）在《通过控制裂纹生长将胶体颗粒自组装成大尺寸胶体纤维》文中研究说明胶体颗粒通常指粒径小于10μm的颗粒,在水或乙醇溶剂中的颗粒粒径通常为1-100 nm,由于其粒径较小,重力可忽略不计,故在水或乙醇溶剂中呈现相对稳定的胶体悬浮液。悬浮液中的胶体颗粒在一定条件下可以自组装成形状各异的二维和三维胶体晶体,包括Janus球,胶体薄膜,条纹和纤维状等。其中,纤维状的胶体晶体由于其在光子器件,表面图案化等领域的潜在价值,引发了人们的广泛关注。为了获得纤维状的胶体晶体,通常会在制备过程中引入模板,将颗粒限制在特定的区域从而形成纤维状的胶体晶体,但是,在自组装的过程中,由于胶体颗粒之间的弱相互作用力,这种纤维状的胶体晶体尺寸较小,长度通常在微米级,且模板的引入需要精确的操作条件,导致更高的制备成本,因此寻找一种无模板法制备规则的大尺寸的胶体纤维是十分有必要的。当悬浮液中的胶体颗粒自组装成胶体膜,由于拉伸应力,胶体膜在干燥过程中通常伴有裂纹的产生。一般来讲,产生的裂纹会破坏胶体膜的完整性,所以为了获得大面积的完整的胶体膜,通常需要规避裂纹。然而,在诸如微通道,光子传感器等领域却致力于获得规则的裂纹图案。基于此,本论文提出了通过控制裂纹生长将胶体颗粒自组装成规则的纤维状胶体晶体的方法。当胶体颗粒在自组装成胶体膜的过程中,通过控制胶体膜中产生规则的平行状裂纹图案,从而使胶体膜裂开形成规则的纤维状胶体晶体。通过控制分散液组分、温度、颗粒浓度等因素,胶体纤维的形貌可以得到有效控制,包括胶体纤维的长度、宽度、厚度等。此外,高温煅烧可以增加颗粒间的相互作用力,从而提升胶体纤维的机械性能。由于胶体纤维的表面粗糙结构,我们将其制成了表面拉曼增强散射（SERS）的探针,并用其检测水中的双酚A,实验结果表明,胶体纤维探针可检测出水中10-8 M双酚A。这种制备胶体纤维的方法简单易操作,可大规模制备,为许多领域提供新的机会。
孙云雨[6]（2019）在《胶体马达/微米泵的驱动、控制及应用研究》文中指出胶体马达是可以将化学能或者外部刺激转化为动能,实现自驱动的胶体。微米泵是固定在基底表面的胶体马达。两者具有类似的驱动机理,在精准医学、活性物质的构造以及环境净化等领域具有巨大的应用前景。当前胶体马达/微米泵研究领域仍有很多问题亟待解决,如采用生物不相容的材料和有毒的化学燃料;精准可控制性和应用领域有待加强和拓展。因此,本论文重点研究胶体马达/微米泵的驱动和控制方法,并进一步拓展其应用领域,具体包括以下五个部分:1、具有逻辑功能的镁/铝（Mg/Al）不对称胶体马达。以镁和铝为基础成功构造出不含有重金属的不对称结构的胶体马达。基于镁和铝不同的化学性质,Mg/Al胶体马达可以在酸和盐溶液中向Mg端运动,在碱溶液中向Al端运动,而且运动过程遵循气泡推进机理。通过多种燃料组合可以实现控制Mg/Al胶体马达运动的开始和停止,从而使Mg/Al胶体马达在逻辑门领域具有一定应用价值。我们以不同的刺激作为输入信号,以胶体马达的运动状态作为输出信号,成功得到了第一个同时具有“异或”和“禁止”逻辑功能的胶体马达。2、近红外光驱动的聚吡咯胶体马达及运动控制。利用聚吡咯的光热效应,构造了一种近红外光驱动和控制的胶体马达。利用近红外光（NIR）代替传统化学燃料作为驱动力,可以驱动胶体马达和胶体马达周围液体的运动。其机理是聚吡咯在光照下发生p型掺杂,表现为膜膨胀以及亲水性增加,进而改变胶体马达周围的表面张力,形成表面张力梯度,实现对胶体马达的驱动。此外,通过调节NIR的入射角度可以精确控制胶体马达和周围液体的运动行为,包括胶体马达的平移运动和周围液体的泵动。这种独特的运动性质使该胶体马达在光控货物运输和释放领域具有一定应用价值。3、可见光驱动的并五苯（PEN）胶体马达及其运动控制。利用有机半导体的光催化反应特性,制备了一种光驱动的胶体马达（Si O2/Au/PEN球形不对称胶体马达）。在倾斜光照下,胶体马达表现为正趋光运动行为,遵循光催化反应导致的自电泳机理,而且该过程不需要添加任何化学燃料。而当入射光由倾斜调整为垂直时,Si O2/Au/PEN胶体马达则表现为运动到光照中心区域后停止运动,并且形成聚集体。通过调整光照位置可以实现胶体马达聚集体的迁移运动。基于该胶体马达的光照聚集行为,可以将Si O2/Au/PEN胶体马达应用于恢复破损电路的导电性。4、白光驱动的并五苯微米泵及泵动行为的控制。。我们利用并五苯的光催化活性,制备了一种可见光驱动的微米泵。光照时,微米泵驱动周围液体朝向其运动,该过程遵循光催化反应诱导的电渗流原理。示踪粒子在泵动行为的作用下可以在微米泵表面沉积并形成聚集体。另外,我们发现光在两相邻的PEN微图案之间移动时,所形成的聚集体会随着光的移动而展现出可控的运动及聚集行为。5、光控并五苯微米泵在柔性电路导电性修复方面的应用。电路破损后,裂缝处PEN层在光照下可以发生光化学反应,从而诱导溶液形成电渗流,驱动导电微粒向裂缝处运动并在裂缝处聚集,进而电路导电性的修复。这种用光来焊接的方法具有很好的重复性,可多次修复同一裂缝。而且在不干扰其他功能区域的前提下,还可以很好地控制导电微粒聚集体的尺寸和位置,实现裂缝的精确修复。该光焊接方法的精准度可以达到100μm。此外,即使存在惰性表面涂层时,也可以实现对损坏电路的修复。该光焊接方法的重复性、精准性和可控性使该方法在恢复破损柔性电子器件导电性方面具有很大的应用潜力。
王剑峰[7]（2019）在《单层有序多孔阵列膜的制备及其光/电性能研究》文中研究说明无机光学薄膜的制备方法包括磁控溅射、化学沉积、电沉积等,这些方法存在着操作难度大、制备成本高、破坏环境等问题从而限制了其应用。本文从简单的L-B膜技术出发,以聚苯乙烯（PS）微球或氧化硅（SiO2）微球为模板,利用固-液-气三相界面自组装方法制备大孔有序阵列膜,并在此基础上研究了其结构与性能关系。本论文分为三个部分:（一）以核壳结构氧化硅@PS复合微球为结构单元,制备系列氧化硅@PS微球单层阵列膜,在煅烧去除PS微球核后,得到高度有序大孔氧化硅空心球阵列单层膜,并研究了其可见光透过特征。结果表明,薄膜可见光透过率随着微球直径的增大而减小;此外,空心结构的引入能显着提高可见光透过率:空心二氧化硅微球阵列膜（厚度460 nm）在波长550 nm处透过率为90%,显着高于实心氧化硅微球（厚度480 nm,75%）。（二）通过浸渍-提拉技术将介孔二氧化硅引入实心二氧化硅微球单层阵列膜,制备介孔二氧化硅@实心氧化硅微球复合阵列膜,研究了其光学、力学性能（抗磨损性）。研究表明介孔二氧化硅溶胶浸渍时间以及提拉的速率对复合膜的厚度、形态有重要影响。复合介孔氧化硅后,540 nm的实心氧化硅微球薄膜透过率在波长500 nm处从67%提高至73%,并提高了氧化硅微球单层膜的抗磨损性能。（三）以PS微球为模板,硝酸镍为前驱体,采用动态硬膜板技术制备了六方密堆的蜂窝状结构的镍氧化物（氢氧化物）反光子晶体单层膜。研究表明,硝酸镍浓度所得镍氧化物（氢氧化物）反光子晶体单层膜结构起决定作用:较高浓度硝酸镍溶液有利于获得高度有序密堆的反光子晶体薄膜,本实验条件下的最佳浓度为0.3 g/ml。镍氧化物反光子晶体单层膜的电致变色性能则与硝酸镍@PS复合膜的煅烧温度有关:煅烧温度升高,可见光电致变色调制范围（700 nm波长处）减小。比传统氧化镍薄膜（25%）相比,反光子晶体薄膜具更为优异的可见光调制能力:在700 nm波长处的变色范围为33.1%。因此,该薄膜在智能窗等电致变色器件中将有广阔的应用前景。
施婷婷[8]（2019）在《SiO2和PMMA单分散胶体微球及其有序组装体的制备与应用》文中进行了进一步梳理近年来,二维和三维胶体晶体由于其特有的性质受到越来越多的关注,研究者们已经开发了不同类型的自组装方法来制备胶体晶体材料,它们适用于光子晶体、传感器、反蛋白石材料和许多其他领域。目前,成功制备出高质量的胶体晶体已经成为了影响其发展及进一步应用的关键问题之一。本论文在分析了当前有关胶体微球及其有序组装体研究现状的基础上,针对SiO2和PMMA单分散胶体微球及其有序组装体的制备与应用,开展了以下四个方面的研究:（1）采用改进的St?ber法制备SiO2单分散胶体微球,探讨TEOS浓度、水醇比、NH3·H2O浓度和体系温度对SiO2球形胶体粒子的尺寸及其分布的影响。同时,使用无皂乳液聚合法制得PMMA单分散球形胶体微球,探究单体浓度、引发剂浓度和反应温度对PMMA胶体微球的尺寸及其分布的影响。结果表明,随着TEOS浓度和NH3·H2O浓度增大,SiO2胶体微球的尺寸呈现增大的趋势;随着水醇比从0变化至0.45,SiO2胶体微球的尺寸先增大后减小,当水醇比为0.2时,尺寸最大;随着反应温度的上升,SiO2胶体微球粒径呈现减小的趋势。此外,随着单体浓度的变大,PMMA胶体微球的尺寸呈现变大的趋势;随着引发剂浓度的增加和反应温度的升高,PMMA胶体微球的尺寸呈现变小的趋势。（2）首次尝试毛细虹吸液面控制自组装法,将自制的单分散SiO2微球分散到乙醇中配制不同浓度的胶体悬浮液,尝试利用纤维材料进行毛细虹吸来控制胶体悬浮液的液面下降速度,胶体微球在毛细管力和静电力的作用下在垂直的基底上进行自组装,最终得到SiO2有序组装体。探究实验条件,如液面下降速度、SiO2胶体微球体积分数和微球尺寸对组装效果的影响。研究表明,当液面下降速度为0.38μm/s,SiO2胶体微球体积分数为3%时,能够制备得到有序性最好的胶体晶体。同时,SiO2单分散胶体微球尺寸与Bragg衍射峰位置基本吻合。（3）利用气-液界面自组装法,将自制的单分散疏水性PMMA微球分散到不同分散剂中,制得成不同浓度的悬浮液,采用自制实验装置,经过层层取膜,制得PMMA多层有序组装体。分别使用甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇作为分散剂,同时探究了悬浮液浓度、pH和微球粒径对组装效果的影响。研究表明,最佳分散剂为正丙醇。当正丙醇与PMMA微球乳液比例为1:3、pH在4-5之间时,胶体晶体的有序性最好。此外,PMMA单分散胶体微球粒径与Bragg衍射峰位置关系基本符合Bragg衍射方程。（4）以上述方法自组装得到的PMMA有序组装体作为模板,将TEOS、乙醇和稀盐酸按一定比例混合制得SiO2前驱物溶胶,用前驱物溶胶填充PMMA胶体晶体模板得到PMMA/SiO2复合物,用丙酮溶剂去除复合物中的PMMA模板,制备得到SiO2反蛋白石材料。用扫描电子显微镜（SEM）表征其结构,发现所得反蛋白石结构材料具有三维有序的孔洞结构。
何家庆[9]（2018）在《三维仿生光功能材料及其应用研究》文中研究说明光功能材料作为当前材料研究的前沿热点,广泛应用于显示、传感、光催化、光电转换、光热转换、生物、医学和信息等众多领域。为了满足现有的以及潜在的应用需求,人们对光功能材料的性能提出更高和更加多样化的要求,因此需要进一步开发新型的高性能光功能材料。自然界中的许多生物体在经历了亿万年的优胜劣汰后,不断进化出优异的光学结构,并在很多功能上显现出特有的优势,为开发新型的光功能材料提供了独特的灵感来源。通过直接利用生物模板或者借鉴生物体产生特殊功能的光学机制,许多仿生光功能材料已经被成功制备,并在诸多应用领域中表现出优异的性能,极大地促进了新型光功能材料的研究和应用。然而,目前对于复杂的三维仿生光功能材料的研究仍不充分,许多三维生物体结构和仿生光功能材料所蕴含的光学机制揭示得还不够透彻,仿生光功能材料的制备仍存在很大的探索空间,其应用领域范围也需要进一步拓展。因此,本文针对三维仿生光功能材料开展进一步的探索研究,对以典型的Morpho蝴蝶翅膀作为模板制备的三维金纳米结构的光学机制进行阐释,探索三维钯-蝶翅复合结构的氢气传感机制,拓展Morpho蝴蝶翅膀在声传感领域中的应用,并利用等离子体刻蚀法丰富调控Morpho蝶翅三维光子结构的手段。此外,受启发于乌贼Galiteuthis利用漏泄波导实现光学隐身,结合现有的材料制备技术,灵活地设计并构筑基于背景反射光传导的自适应变色结构,用于三维目标物体的光学隐身。具体的,本文主要工作如下:1、通过物理气相沉积,在Morpho sulkowskyi蝴蝶翅膀上制备出三维金纳米带结构。不同于文献报道的利用蝶翅模板制备的不规则金属纳米颗粒结构或保形的金属层,该三维金纳米带结构具有离散和准周期性排布的特征,为研究该三维结构中的表面等离子体共振耦合提供了有利的条件。采用折射率匹配法,有效降低蝶翅模板的光学作用,从而可以单独地分析三维金纳米带结构与光的相互作用。研究表明,随着在蝶翅上沉积金的厚度从30 nm增加到90 nm,上下层金纳米带的间距逐渐变小,远场耦合效应逐渐增强;当金的沉积厚度大于70 nm时,将发生近场耦合,并产生了新的共振模式。结合光学模拟和SERS,证实了该三维金结构中发生的近场耦合效应以及对SERS信号的增强作用。该研究有助于加深对三维表面等离子体共振结构的理解,并为设计和构筑三维金属纳米结构提供了新思路。2、利用物理气相沉积的方法,在Morpho蝶翅鳞片的三维光子结构上选择性地修饰钯纳米带,从而获得三维钯-蝶翅纳米复合结构。测量该复合结构的光谱并进行光学模拟,结果表明钯纳米带结构的表面等离子体共振模式与蝶翅光子结构的光学共振模式发生有效的耦合,不仅增强了钯纳米带与光的相互作用,而且在波长约460 nm处产生一个尖锐的反射峰。研究三维钯-蝶翅纳米复合结构对氢气的光学响应,结果表明,当三维钯-蝶翅纳米复合结构暴露在氢气中时,反射率增加,并且显着响应的波段处于钯表面等离子体共振模式与蝶翅的光子共振模式相互作用最强的区域。由于钯纳米带结构与蝶翅光子结构的协同作用,三维钯-蝶翅纳米复合结构实现了对氢气的快速灵敏传感,其极限探测浓度可低于10 ppm,同时该仿生传感器表现出良好的线性响应和可重复性。该研究结果不仅提供了一种新型、灵敏的氢气传感方法,而且对开发应用于光学传感器的新型纳米结构具有借鉴作用。3、研究具有三维光子结构的Morpho蝶翅对声波的光学响应。鉴于光学式声传感器中常用的金属薄膜难以产生较大的形变响应,而具有低弹性模量的有机薄膜的光反射率往往偏低,Morpho蝶翅作为一种具有低弹性模量的光学谐振器,兼具力学和光学的独特优势,有利于获得较高的声传感灵敏度。通过力学分析,证实了Morpho蝶翅发生受迫振动时容易产生较大的变形。实验结果表明,直径为5 mm的Morpho蝶翅膜片可以对200 Hz8 kHz频段的声波产生相应频率的响应信号,并具有较大的信噪比,而且在该频段表现出良好的响应平坦度。在实验条件下,该蝶翅膜片对1 kHz声波的最小可探测声压达到241.15μPa/Hz0.5。该研究将启发人们开发基于光学的新型仿生高性能声传感器。4、采用等离子体刻蚀法,实现了对Morpho蝶翅三维光子结构的可控减材修饰。实验结果表明,随着刻蚀时间的增加,蝶翅薄片结构的厚度、宽度以及层数逐渐减少,Morpho蝶翅在正入射条件下的特征反射峰发生蓝移,峰值反射率逐渐降低。结合FDTD模拟分析蝶翅的结构与反射率之间的关系,发现蝶翅薄片结构的厚度、宽度和层数的减少,均导致反射峰发生蓝移,而峰值反射率的降低主要源于有效层数的减少。研究这些薄片结构的变化对大视角显色的影响,结果表明减材修饰的蝶翅与原态蝶翅的大视角显色特性相当。本研究不仅为阐明蝶翅的光学机制和理解蝶翅光学结构在进化过程中的演变优化提供了一个全新的角度,而且丰富了调节生物光学结构的手段。5、受乌贼Galiteuthis利用漏泄波导匹配背景实现光学隐身的启发,提出了一种基于光波导的仿生自适应变色方法,用于三维目标物体的光学隐身。与现有的包含颜色传感组件、信号处理组件和颜色生成组件的主动变色系统不同,该仿生自适应变色系统直接利用背景的反射光,将其传导到目标物体表面并呈现出来,因此无需颜色传感、信号处理和颜色生成等组件。仿生自适应变色通过基于光波导的三维光学结构实现,其中包含光接收层、光传输层和显示层。研究表明,通过对仿生变色三维结构的各部分进行优化设计,覆盖仿生变色结构的目标物体实现了在整个可见光波段自适应地匹配背景颜色和光谱,并具有极快的动态响应速度。利用像素化的波导基仿生变色结构,可以使目标物体自适应地匹配具有多个颜色的复杂背景,为在复杂自然背景下的隐身提供了有效的途径。本研究为今后三维表面等离子体共振结构的设计、制备和应用提供了重要的研究方法和理论依据,为三维仿生光功能材料的构筑以及在传感和隐身等方面的应用提供了全新的设计理念和有益借鉴。本文在多个材料尺度和功能方面的研究,将推动仿生光功能材料的发展,具有重要的理论和现实意义。
吕游[10]（2018）在《面约束光固化成形防粘附膜制备工艺及其对剥离力的影响》文中研究表明面曝光快速成形是一种通过掩膜生成动态图形切片,一次曝光即可实现零件整个层面的固化,逐层堆叠成形的光固化3D打印技术。目前广泛使用的下照式面曝光快速成形技术中,存在的主要问题是,透明树脂槽底部与光敏树脂固化后形成的固化层间存在较大的粘附力而产生的剥离失效。剥离失效现象会导致零件加工失败并降低树脂槽的使用寿命。论文通过制备表面纳米织构化的PDMS薄膜减小固化层与树脂槽底部之间的粘附力,以解决剥离失效问题。本文通过系统研究包括纳米级二氧化硅单分散微球的合成、大面积单层小球排布及硅片表面纳米结构阵列刻蚀在内的模具制备工艺和微模铸工艺实现了 PDMS防粘附功能膜的制备,对功能膜透光性、疏水性和防粘附性的试验测量,并通过内聚力模型对PDMS膜的防粘附性进行了仿真研究。主要工作及结果包括:研究了二氧化硅单分散微球的合成和浸渍提拉法分子自组装工艺,重点对影响纳米小球排布缺陷形成的影响因素进行了理论分析和试验研究,实现了在作为微模铸模具基材的硅片表面大面积单层密排,完成了模具表面纳米结构阵列制备所需要的图形化步骤。以表面单层密排的纳米小球为掩蔽膜,通过刻蚀工艺制备了表面具有纳米结构阵列的硅模具,通过液态PDMS材料在模具表面的浇铸、固化、脱模制备PDMS防粘附功能膜;重点结合PDMS凝胶流动填充机理的理论分析,对微模铸工艺中缺陷形成和控制方法进行了研究,获得了表面具有纳米结构的PDMS防粘附膜。基于内聚力模型,采用不同截面形状的结构阵列进行计算,对剥离过程进行了的仿真研究。结果表明,具有表面纳米织构化结构的PDMS防粘附膜能够将剥离载荷由12MPa降低至2.7MPa并大幅降低局部最大应力。正方形纳米结构具有最佳的防粘附效果。对制备PDMS防粘附膜的透光性、疏水性和防粘附性进行了测试表征。结果表明,适当尺寸的纳米结构可以提高光的透过率;有序纳米结构表面具备低表面能特性,可提高材料表面的疏水性;具有有序纳米结构的PDMS膜可将固化层与树脂槽基底之间的粘附力由27N降低至1.4N,初步验证了 PDMS防粘附膜的效果。
二、Three-dimensional Ordered Silica Colloidal Film Self-assembly Deposited on a VerticalSubstrate（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Three-dimensional Ordered Silica Colloidal Film Self-assembly Deposited on a VerticalSubstrate（论文提纲范文）
（1）等离子体纳米间隙阵列及光学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 表面等离子体共振 |
| 1.1.1 传播型表面等离子体共振(Propagating Surface Plasmon Resonance, PSPR) |
| 1.1.2 局域型表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR) |
| 第二节 纳米间隙 |
| 1.2.1 增强机理 |
| 1.2.2 制备方法 |
| 1.2.3 纳米间隙的应用 |
| 第三节 纳米尖端 |
| 1.3.1 增强机理 |
| 1.3.2 制备方法 |
| 1.3.3 纳米尖端的光学应用 |
| 第四节 手性等离子体 |
| 1.4.1 手性等离子体的定义 |
| 1.4.2 手性等离子体的制备 |
| 1.4.3 手性等离子体的应用 |
| 第五节 本论文的选题及设计思路 |
| 第二章 集成“热点”:月牙形纳米间隙阵列 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验流程简述 |
| 2.2.3 时域有限差分(FDTD)模拟月牙形纳米间隙阵列 |
| 2.2.4 月牙形纳米间隙阵列的表面增强拉曼光谱 |
| 2.2.5 表征及仪器 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 2.3.1 纳米柱阵列的结构参数 |
| 2.3.2 月牙形纳米间隙阵列的制备及结构参数 |
| 2.3.3 月牙形纳米间隙阵列的表面形貌 |
| 2.3.4 月牙形纳米间隙阵列的电场分布 |
| 2.3.5 月牙形纳米间隙阵列的光学性能 |
| 第四节 本章小结 |
| 第三章 可调谐圆二色性:手性纳米间隙 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验流程简介 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 3.3.1 手性纳米间隙的制备及结构参数 |
| 3.3.2 手性纳米间隙的结构形貌表征 |
| 3.3.3 圆二色性的光学表征 |
| 3.3.4 FDTD模拟手性纳米间隙 |
| 3.3.5 无间隙的双层月牙纳米结构的形貌及光学表征 |
| 3.3.6 手性纳米间隙的表面增强拉曼光谱 |
| 3.3.7 小结 |
| 第四节 本章小结 |
| 第四章 无标记检测手性对映体:异质手性纳米间隙 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验流程简介 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 4.3.1 异质手性纳米间隙的制备及结构参数 |
| 4.3.2 异质手性纳米间隙的形貌表征 |
| 4.3.3 异质手性纳米间隙的光学性能 |
| 4.3.4 异质手性纳米间隙的FDTD模拟 |
| 4.3.5 结合拉曼光谱识别区分手性分子 |
| 第四节 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间发表论文(含待发表) |
| 致谢 |
（2）有序多孔纳米结构的薄膜干涉效应及生物传感研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 非标记生物传感 |
| 1.2.1 表面等离激元共振技术(SPA) |
| 1.2.2 电化学生物传感器 |
| 1.2.3 石英晶体微天平技术(QCM) |
| 1.2.4 反射干涉光谱技术(RIfS) |
| 1.3 RIfS的原理及应用 |
| 1.4 干涉基底的发展历程及研究现状 |
| 1.4.1 平面固体基底 |
| 1.4.2 纳米多孔硅基底 |
| 1.4.3 纳米孔阳极氧化铝基底 |
| 1.5 胶体晶体的制备及应用 |
| 1.5.1 胶体晶体的制备 |
| 1.5.2 胶体晶体的应用 |
| 1.6 论文的研究意义和内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 SiO_2胶体晶体薄膜的可控制备及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料与试剂 |
| 2.2.2 仪器与设备 |
| 2.2.3 SiO_2乙醇悬浮液的制备 |
| 2.2.4 实验装置及胶体晶体薄膜的组装 |
| 2.2.5 胶体晶体薄膜的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 大面积胶体晶体薄膜的制备 |
| 2.3.2 生长过程中SiO_2乙醇悬浮液的浓度变化 |
| 2.3.3 生长过程中胶体晶体薄膜厚度的变化 |
| 2.3.4 胶体晶体薄膜的光学性质研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 胶体晶体薄膜的干涉效应及优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料与试剂 |
| 3.2.2 仪器与设备 |
| 3.2.3 SiO_2乙醇悬浮液的制备 |
| 3.2.4 SiO_2胶体晶体薄膜的组装及表征 |
| 3.2.5 RIfS系统的构筑 |
| 3.2.6 RIfS系统及干涉基底厚度的优化 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 RIfS系统的构筑 |
| 3.3.2 SiO_2胶体晶体薄膜的干涉效应 |
| 3.3.3 粒径对RIfS信号的影响 |
| 3.3.4 膜厚对RIfS信号的影响 |
| 3.3.5 RIfS系统的进一步优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 实时非标记监测明胶的酶降解过程 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料与试剂 |
| 4.2.2 仪器与设备 |
| 4.2.3 SiO_2胶体晶体薄膜的组装及RIfS系统的构筑 |
| 4.2.4 明胶功能化方法的比较和稳定性验证 |
| 4.2.5 利用RIfS系统分析明胶的酶降解行为 |
| 4.2.6 化学选择性及酶反应动力学分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 明胶层的稳定性验证及功能化方法的优化 |
| 4.3.2 胰蛋白酶的定量分析及传感器传感性能评估 |
| 4.3.3 化学选择性及酶反应动力学分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 稀释全血中生物分子相互作用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 材料与试剂 |
| 5.2.2 仪器与设备 |
| 5.2.3 SiO_2胶体晶体薄膜的组装及RIfS系统的构筑 |
| 5.2.4 不同pH缓冲液的配制 |
| 5.2.5 SPA浓度、pH值及缓冲液浓度对传感响应的影响(参数优化) |
| 5.2.6 缓冲液及全血样品中IgG含量的测定 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 传感系统构造过程 |
| 5.3.2 传感系统构造过程的优化 |
| 5.3.3 标准曲线的建立 |
| 5.3.4 稀释的全血样品中hIgG含量测定 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 有序多孔聚苯乙烯薄膜及干涉增强研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 材料与试剂 |
| 6.2.2 仪器与设备 |
| 6.2.3 甲苯蒸发法及单体聚合法制备有序多孔聚苯乙烯薄膜 |
| 6.2.4 基板厚度对背反射信号采集的影响 |
| 6.2.5 TiO_2干涉增强层的制备 |
| 6.2.6 SiO_2胶体晶体薄膜与有序多孔聚苯乙烯薄膜的信号响应对比 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 不同制备方法对有序多孔聚苯乙烯薄膜背反射信号采集的影响 |
| 6.3.2 基板厚度对背反射信号采集的影响 |
| 6.3.3 TiO_2层的制备及其干涉增强效应 |
| 6.3.4 有序多孔聚苯乙烯薄膜的信号响应 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 博士期间研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于光子晶体结构色的液滴式数字核酸检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光子晶体 |
| 1.1.1 光子晶体的基本性质 |
| 1.1.2 光子晶体的制备 |
| 1.1.3 光子晶体在生化检测中的应用 |
| 1.2 表面亲疏水性 |
| 1.2.1 表面亲疏水性的基本原理 |
| 1.2.2 特殊亲疏水表面的制备 |
| 1.2.3 特殊亲疏水表面的应用 |
| 1.3 数字核酸检测 |
| 1.3.1 数字核酸检测的研究意义 |
| 1.3.2 数字核酸检测的基本原理 |
| 1.3.3 数字核酸检测的基本分类 |
| 1.4 研究目的和意义 |
| 第二章 光子晶体基底的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与材料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 SiO_2三维PC正结构基底的表征 |
| 2.3.2 NC三维光子晶体反结构基底的表征 |
| 2.3.3 NC二维光子晶体基底的表征 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 光子晶体亲疏水改性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与材料 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 实验步骤 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 NC二维光子晶体基底亲疏水改性 |
| 3.3.2 NC三维光子晶体基底亲疏水改性 |
| 3.3.3 SiO_2三维光子晶体基底亲疏水改性 |
| 3.3.4 制备光子晶体液滴阵列 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于光子晶体液滴阵列的核酸检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与材料 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 实验步骤 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 LAMP反应优化 |
| 4.3.2 光子晶体液滴阵列优化 |
| 4.3.3 核酸定量检测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 硕士期间参与发表的论文和专利 |
| 参考文献 |
（4）P型层纳米刻蚀对GaN基紫外LED发光效率影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 半导体发光二极管(LED)的研究进展及意义 |
| 1.1.1 LED的研究进展 |
| 1.1.2 LED的研究意义 |
| 1.2 影响GaN基LED芯片发光效率的因素 |
| 1.3 国内外提高LED发光效率的研究现状 |
| 1.3.1 改变芯片外形结构 |
| 1.3.2 表面粗糙化 |
| 1.3.3 光子晶体 |
| 1.3.4 表面等离子体激元 |
| 1.3.5 光学增透膜 |
| 1.3.6 反射镜 |
| 1.4 本文研究思路及主要内容 |
| 第二章 GaN 基 LED 纳米结构和管芯的制备及其表征手段 |
| 2.1 GaN基材料的基本生长方法 |
| 2.2 纳米结构的制备方法 |
| 2.2.1 电子束光刻法 |
| 2.2.2 纳米压印技术 |
| 2.2.3 胶体微球刻蚀技术 |
| 2.3 LED管芯制备工艺流程 |
| 2.4 样品的表征手段 |
| 2.4.1 金相显微镜 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.3 原子力显微镜(AFM) |
| 2.4.4 拉曼光谱 |
| 2.4.5 光致发光谱(PL) |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 二氧化硅纳米球掩模板的制备及测试分析 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 二氧化硅纳米球旋涂法的薄膜的制备 |
| 3.2.1 实验试剂和仪器 |
| 3.2.2 实验流程 |
| 3.2.3 实验结果分析 |
| 3.3 二氧化硅纳米球浸渍提拉法的薄膜的制备 |
| 3.3.1 实验试剂和仪器 |
| 3.3.2 实验流程 |
| 3.3.3 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 GaN基LED纳米图形的制备及测试分析 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 LED外延片的制备流程 |
| 4.3 纳米图形LED样品的制备流程 |
| 4.4 管芯的制备流程 |
| 4.5 不同深度纳米图形实验结果分析 |
| 4.5.1 样品表征分析 |
| 4.5.2 光电性能分析 |
| 4.5.3 不同深度刻蚀的纳米结构对发光效率影响的机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 论文内容总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）通过控制裂纹生长将胶体颗粒自组装成大尺寸胶体纤维（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 制备胶体纤维的理论依据 |
| 2.1 胶体膜中裂纹的形成机制 |
| 2.2 裂纹的用途 |
| 2.3 裂纹斑图的种类及形成机制 |
| 2.4 通过控制裂纹生长制备胶体纤维的可行性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 胶体纤维的制备与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究方法和步骤 |
| 3.2.1 实验材料和设备 |
| 3.2.2 胶体颗粒的制备 |
| 3.2.2.1 SiO_2 胶体颗粒的制备 |
| 3.2.2.2 PS胶体颗粒的制备 |
| 3.2.2.3 Au胶体颗粒的制备 |
| 3.2.2.4 荧光SiO_2 胶体颗粒的制备 |
| 3.2.3 实验装置 |
| 3.3 SiO_2 胶体颗粒的粒度分布检测 |
| 3.4 胶体纤维的形成机制 |
| 3.5 胶体纤维的测试与表征 |
| 3.5.1 胶体纤维的形貌表征 |
| 3.5.2 纤维表面透明度的表征 |
| 3.6 纤维形貌的调控 |
| 3.6.1 分散液组分对纤维形貌的影响 |
| 3.6.2 颗粒浓度对纤维形貌的影响 |
| 3.6.3 蒸发速率对纤维形貌的影响 |
| 3.6.4 液面下降高度对纤维形貌的影响 |
| 3.6.5 试剂瓶曲率对纤维形貌的影响 |
| 3.6.6 试剂瓶浸润性对纤维形貌的影响 |
| 3.7 其他颗粒自组装的纤维 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 胶体纤维的性能优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法和步骤 |
| 4.2.1 实验材料和设备 |
| 4.2.2 实验样品的制备 |
| 4.3 样品的测试与表征 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 纤维的微观结构 |
| 4.4.2 纤维的光学性质 |
| 4.4.3 煅烧温度的选择 |
| 4.4.4 煅烧时间对机械性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 胶体纤维在表面增强拉曼光谱中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 检测物的选择 |
| 5.3 实验方法和步骤 |
| 5.3.1 实验材料和设备 |
| 5.3.2 实验样品的制备和参数设置 |
| 5.3.3 实验装置 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 SERS探针表面形貌特征 |
| 5.4.2 拉曼光谱图分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（6）胶体马达/微米泵的驱动、控制及应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 胶体马达的研究进展 |
| 1.1.1 胶体马达的构造方法 |
| 1.1.2 胶体马达驱动力来源 |
| 1.1.3 胶体马达运动机理 |
| 1.1.4 胶体马达应用 |
| 1.2 微米泵的研究进展 |
| 1.2.1 微米泵的驱动机理 |
| 1.2.2 微米泵的应用 |
| 1.3 选题思路和研究内容 |
| 1.4 参考文献 |
| 第二章 镁基不对称胶体马达的多化学燃料驱动和运动控制 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 近红外光驱动的聚吡咯胶体马达及光照角度控制的运动行为 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 可见光驱动的并五苯胶体马达及光照角度控制的运动行为 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 白光驱动的并五苯微米泵及可控泵动行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 用于柔性电路导电性修复的并五苯微米泵 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 6.5 参考文献 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
（7）单层有序多孔阵列膜的制备及其光/电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 无机薄膜的制备方法 |
| 1.2.1 溶胶-凝胶法 |
| 1.2.2 自组装法 |
| 1.2.3 磁控溅射沉积 |
| 1.2.4 纳米压印技术 |
| 1.2.5 化学气相沉积法 |
| 1.3 中空二氧化硅球增透材料 |
| 1.3.1 中空二氧化硅的制备方法 |
| 1.3.2 中空二氧化硅的应用前景 |
| 1.3.3 增透膜的基本原理 |
| 1.4 NiO薄膜的性质及其应用 |
| 1.4.1 NiO晶体性质 |
| 1.4.2 NiO电致变色的机理 |
| 1.5 本论文的研究内容及意义 |
| 1.5.1 论文的研究意义 |
| 1.5.2 本论文的研究内容 |
| 第二章 大面积单层中空二氧化硅减反膜的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器及设备 |
| 2.2.3 实验准备 |
| 2.2.4 PS@SiO_2核壳粒子的制备 |
| 2.2.5 PS@SiO_2核壳粒子及实心SiO_2球的亲油改性 |
| 2.2.6 中空SiO_2球膜的制备 |
| 2.2.7 氧化硅微球光子晶体单层膜SS500的制备 |
| 2.2.8 PS光子晶体的制备 |
| 2.2.9 表征方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PS@SiO_2核壳粒子及中空SiO_2形貌及结构分析 |
| 2.3.2 增透膜表面形貌研究 |
| 2.3.3 增透膜光学性能研究(透过率) |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 介孔SiO_2@SiO_2实心球复合薄膜的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验仪器及设备 |
| 3.2.3 介孔SiO_2醇溶胶的制备 |
| 3.2.4 介孔SiO_2@SiO_2球复合薄膜的制备 |
| 3.2.5 表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 复合薄膜表面形貌研究 |
| 3.3.2 复合薄膜光学性能的研究(透过率) |
| 3.3.3 复合薄膜的机械性能的研究(抗摩擦性能) |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 NiO反光子晶体单层膜的制备及其在电致变色方面的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验仪器及设备 |
| 4.2.3 实验过程 |
| 4.2.4 表征方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ni(NO_3)_2·6H_2O粉末的热分析 |
| 4.3.2 NiO电致变色膜的形貌分析 |
| 4.3.3 NiO薄膜XRD物相分析 |
| 4.3.4 500 nmNiO薄膜光学性能分析 |
| 4.3.5 N500-c0.3系列NiO薄膜的电致变色性能 |
| 4.3.6 170 nm NiO反光子晶体 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）SiO2和PMMA单分散胶体微球及其有序组装体的制备与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 综述 |
| 1.1 胶体晶体的概述 |
| 1.2 SiO_2 单分散胶体微球的制备 |
| 1.2.1 微乳液法 |
| 1.2.2 溶胶-凝胶法 |
| 1.2.3 St?ber法 |
| 1.2.4 种子生长法 |
| 1.3 PMMA单分散胶体微球的制备 |
| 1.3.1 乳液聚合法 |
| 1.3.2 分散聚合法 |
| 1.3.3 悬浮聚合法 |
| 1.4 胶体微球有序组装体的制备 |
| 1.4.1 重力作用下的自组装法 |
| 1.4.2 电场下的自组装法 |
| 1.4.3 离心力作用下的自组装法 |
| 1.4.4 垂直沉积自组装法 |
| 1.4.5 气-液界面自组装法 |
| 1.5 制备有序组装体的影响因素 |
| 1.5.1 胶体微球的影响 |
| 1.5.2 基底的影响 |
| 1.5.3 组装环境的影响 |
| 1.6 反蛋白石结构材料 |
| 1.7 本课题的研究目标和研究内容 |
| 1.7.1 研究目标 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 1.8 拟解决的关键问题及特色创新之处 |
| 1.8.1 拟解决的关键问题 |
| 1.8.2 特色创新之处 |
| 第二章 单分散SiO_2 胶体微球和PMMA胶体微球的制备 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 单分散SiO_2 胶体微球的制备 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验内容 |
| 2.2.4 结果与讨论 |
| 2.3 单分散PMMA胶体微球的制备 |
| 2.3.1 实验试剂 |
| 2.3.2 实验仪器 |
| 2.3.3 实验内容 |
| 2.3.4 结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 毛细虹吸液面控制法制备SiO_2 有序组装体 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 SiO_2 有序组装体的制备 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 实验内容 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 毛细虹吸自组装原理分析 |
| 3.3.2 液面下降速度的影响 |
| 3.3.3 SiO_2 体积分数的影响 |
| 3.3.4 不同粒径的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 气液界面法制备PMMA有序组装体 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 PMMA有序组装体的制备 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 实验内容 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PMMA胶体微球的粒径分析 |
| 4.3.2 PMMA胶体微球界面电性质的研究 |
| 4.3.3 分散剂种类的影响 |
| 4.3.4 醇与微球乳液比例的影响 |
| 4.3.5 pH的影响 |
| 4.3.6 不同粒径的影响 |
| 4.3.7 形貌特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 胶体晶体模板法制备SiO_2 反蛋白石结构材料 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 SiO_2 反蛋白石结构材料的制备 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 实验内容 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）三维仿生光功能材料及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 生物体的光学材料、结构及性能研究进展 |
| 1.2.1 生物体中的光吸收 |
| 1.2.2 生物体中的透明结构 |
| 1.2.3 生物体中的反射型结构 |
| 1.2.4 生物体中的散射结构 |
| 1.2.5 生物体中的光偏振 |
| 1.2.6 生物体中的光聚焦结构 |
| 1.2.7 生物体中的光波导结构 |
| 1.3 仿生光功能材料及其应用研究现状 |
| 1.3.1 仿生材料的光操控 |
| 1.3.2 仿生光学传感 |
| 1.3.3 仿生光能量转换材料 |
| 1.3.4 仿生表面等离子体共振结构 |
| 1.4 选题意义及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 仿蝶翅三维金纳米材料的光学特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 仿生三维金纳米结构的制备 |
| 2.2.2 形貌表征方法 |
| 2.2.3 光学测试方法 |
| 2.3 蝶翅模板上沉积三维金纳米结构的形貌表征 |
| 2.4 蝶翅模板上三维金纳米结构的表面等离子体共振特性 |
| 2.4.1 空气介质中光学特性表征 |
| 2.4.2 折射率匹配对光学特性的影响 |
| 2.4.3 三维金纳米结构的表面等离子体共振耦合 |
| 2.5 表面等离子体共振对拉曼散射的增强效应 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 仿蝶翅三维钯纳米材料的氢气传感性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 三维钯-蝶翅纳米复合结构的制备 |
| 3.2.2 形貌表征方法 |
| 3.2.3 光学测试方法 |
| 3.2.4 氢气传感测试方法 |
| 3.3 三维钯-蝶翅纳米复合结构的表征 |
| 3.3.1 三维钯-蝶翅纳米复合结构的形貌 |
| 3.3.2 三维钯-蝶翅纳米复合结构的光学特性 |
| 3.4 三维钯-蝶翅纳米复合结构的氢气传感特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 蝶翅光学结构的声传感性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 形貌表征方法 |
| 4.2.2 声传感测试方法 |
| 4.3 蝶翅的三维分级结构及其受力变形分析 |
| 4.3.1 蝶翅的分级结构 |
| 4.3.2 蝶翅的受力变形分析 |
| 4.4 蝶翅对声波的光学响应 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 等离子刻蚀修饰蝶翅结构及其光学特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 等离子体刻蚀蝶翅方法 |
| 5.2.2 形貌表征方法 |
| 5.2.3 光学测试方法 |
| 5.3 等离子体刻蚀蝶翅的形貌表征 |
| 5.4 等离子体刻蚀蝶翅的光学特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 仿生自适应变色三维结构及其光学特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 二氧化硅纳米颗粒的合成 |
| 6.2.2 仿生自适应变色三维结构的制备 |
| 6.2.3 显微结构表征方法 |
| 6.2.4 光学表征方法 |
| 6.3 仿生变色三维结构各部分的光学特性 |
| 6.3.1 光接收层 |
| 6.3.2 光传输层 |
| 6.3.3 显示层 |
| 6.4 仿生自适应变色三维结构的隐身性能 |
| 6.4.1 单色背景下的隐身 |
| 6.4.2 复杂颜色背景下的隐身 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论与创新点 |
| 7.1.1 结论 |
| 7.1.2 创新点 |
| 7.2 展望 |
| 附录一 FDTD计算原理 |
| 附录二 蒙特卡洛光线追迹法 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和申请的专利 |
| 致谢 |
（10）面约束光固化成形防粘附膜制备工艺及其对剥离力的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 面曝光快速成形 |
| 1.2.1 动态掩膜的生成技术 |
| 1.2.2 面曝光快速成形中的剥离失效 |
| 1.3 内聚力模型 |
| 1.4 论文研究思路及主要内容 |
| 2 基于纳米小球自组装的准周期纳米结构图形化工艺研究 |
| 2.1 二氧化硅单分散微球制备原理 |
| 2.2 二氧化硅单分散微球合成结果与缺陷分析 |
| 2.3 分子自组装原理与方法 |
| 2.4 提拉法制备具有有序纳米结构表面 |
| 2.4.1 提拉法制备二氧化硅小球单层掩蔽膜工艺流程 |
| 2.4.2 准周期纳米有序结构的结构色与衍射特性 |
| 2.4.3 提拉法自组装实验结果 |
| 2.5 自组装表面缺陷分析及影响因素 |
| 2.5.1 分子自组装过程中的不均匀排布 |
| 2.5.2 分子自组装过程中的多层排布 |
| 2.5.3 表面缺陷 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 微模铸成形制备表面纳米织构化的PDMS防粘附功能膜 |
| 3.1 准周期纳米结构硅模具湿法刻蚀制备工艺 |
| 3.1.1 湿法刻蚀工艺路线 |
| 3.1.2 湿法刻蚀结果及分析 |
| 3.2 准周期纳米结构硅模具反应离子刻蚀制备工艺 |
| 3.2.1 RIE干法刻蚀工艺路线 |
| 3.2.2 RIE刻蚀结果与分析 |
| 3.2.3 其他刻蚀方法结果 |
| 3.2.4 影响刻蚀结果的因素分析 |
| 3.3 纳米织构化的PDMS防粘附功能膜微模铸制备工艺 |
| 3.3.1 液态浇铸法工艺流程 |
| 3.3.2 液态浇铸工艺中PDMS流动、填充机理分析 |
| 3.4 PDMS防粘附膜的制备结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 PDMS膜防粘附性仿真实验 |
| 4.1 内聚力模型原理 |
| 4.2 使用ABAQUS构建内聚力模型 |
| 4.2.1 实验设计与模型建立 |
| 4.2.2 参数设置 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.3.1 PDMS膜防粘附性仿真验证 |
| 4.3.2 不同类型纳米结构间防粘附性比对仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 PDMS防粘附膜的测试 |
| 5.1 纳米织构化结构膜增透性测试 |
| 5.2 纳米织构化表面接触角测量及表面能分析 |
| 5.3 PDMS膜的防粘附性测试分析 |
| 5.4 表面纳米织构化PDMS防粘附膜打印实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及科研成果 |
四、Three-dimensional Ordered Silica Colloidal Film Self-assembly Deposited on a VerticalSubstrate（论文参考文献）
- [1]等离子体纳米间隙阵列及光学性能研究[D]. 张蔚. 吉林大学, 2021(01)
- [2]有序多孔纳米结构的薄膜干涉效应及生物传感研究[D]. 苏倩倩. 东南大学, 2020(02)
- [3]基于光子晶体结构色的液滴式数字核酸检测研究[D]. 朱轲. 东南大学, 2020(01)
- [4]P型层纳米刻蚀对GaN基紫外LED发光效率影响研究[D]. 周永琪. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [5]通过控制裂纹生长将胶体颗粒自组装成大尺寸胶体纤维[D]. 谢京励. 电子科技大学, 2020(07)
- [6]胶体马达/微米泵的驱动、控制及应用研究[D]. 孙云雨. 苏州大学, 2019(06)
- [7]单层有序多孔阵列膜的制备及其光/电性能研究[D]. 王剑峰. 苏州大学, 2019(06)
- [8]SiO2和PMMA单分散胶体微球及其有序组装体的制备与应用[D]. 施婷婷. 华东师范大学, 2019(09)
- [9]三维仿生光功能材料及其应用研究[D]. 何家庆. 上海交通大学, 2018(01)
- [10]面约束光固化成形防粘附膜制备工艺及其对剥离力的影响[D]. 吕游. 西安理工大学, 2018(11)