电场调控下四氧化三铁基胶体粒子结构色及结构排布的研究
本文选题:Fe3O4 + 结构色 ; 参考:《宁波大学》2015年硕士论文
【摘要】:结构色是一种由光的波长引发的光泽,是由于内部的细微结构使光波发生折射,漫反射,衍射或干涉而产生的。结构色具有永不褪色、环保和虹彩效应等优点,在显示、传感、光子墨水、装饰、防伪等领域具有广阔的应用前景。本研究中,采用溶剂热法合成了Fe3O4胶体粒子,研究了C层和SiO2壳层对Fe3O4粒子悬浮液的光学性质的影响及在电场调控下的结构色变化。为了研究不同结构色下粒子结构排布,在粒子悬浮液中加入预聚物,在紫外光下固化形成镶嵌结构,并对固化显色体进行切片观察粒子结构排布。(1)通过研究Fe3O4和Fe3O4@C胶体粒子悬浮液电场下结构色变化,以及粒子悬浮液的介电性能。我们发现Fe3O4@C粒子有更宽的光谱移动范围,更低的响应电压,Fe3O4@C粒子悬浮液在电场中的响应性强于Fe3O4粒子悬浮液。这与C层外部的表面电荷与羟基有关。(2)通过研究不同粒径、壳层厚度的Fe3O4@Si O2胶体粒子悬浮液电场下正负极的结构色。随电压变化,在正负极板都能观察到明显的颜色变化,通过粒子电泳聚集及粒子受力分析来解释Fe3O4@Si O2粒子的双面显色现象。在测试光谱过程中,发现正极光谱在某一电压时,会发生小范围红移现象,继续增大电压,光谱又发生蓝移。这与粒子间作用力有关,通过粒子间排斥力变化来解释此回移现象。(3)研究了的Fe3O4@Si O2粒子悬浮液电场下的结构色。实现了Fe3O4@Si O2粒子在外界磁场调控下固化成显色镶嵌结构,得到了不同颜色的固化显色体,并测试了固化显色体的光反射性质。对蓝、绿、红三种固化显色体进行切片观察粒子微观排布状况,粒子间距有着明显的差别。
[Abstract]:Structural color is a kind of lustre caused by the wavelength of light, which is caused by the light wave refraction, diffuse reflection, diffraction or interference caused by the fine structure of the light inside. Structural color has the advantages of unfading, environmental protection and iridescent effect. It has a broad application prospect in display, sensing, photon ink, decoration, anti-counterfeiting and so on. In this study, Fe3O4 colloidal particles were synthesized by solvothermal method. The effects of C layer and SiO2 shell on the optical properties of Fe3O4 suspension and the changes of structure and color under the control of electric field were studied. In order to study the arrangement of particle structure under different structure colors, the mosaic structure was formed by adding prepolymer to the suspension of particles and solidifying it under ultraviolet light. The structure of Fe3O4 and Fe3O4@C colloid suspensions under the electric field and the dielectric properties of the suspensions were observed by slicing the solidified chromophore. We find that the Fe3O4@C particles have a wider spectral shift range and a lower response voltage of Fe _ 3O _ 4C suspensions in the electric field than in the Fe3O4 suspension. This is related to the outer surface charge of C layer and hydroxyl group. The structure color of Fe3O4@Si O 2 colloid suspension with different particle size and shell thickness is studied under the electric field. With the change of voltage, obvious color changes can be observed in both positive and negative plates. The phenomenon of double-sided color generation of Fe3O4@Si O _ 2 particles can be explained by particle electrophoretic aggregation and particle force analysis. In the process of measuring the spectrum, it is found that a small range of redshift will occur in the positive pole spectrum at a certain voltage, and the voltage will continue to increase, and the blue shift will occur in the spectrum. This is related to the interparticle force. The structure color of Fe3O4@Si O 2 suspension under electric field is explained by the repulsion force between particles. The color mosaic structure of Fe3O4@Si O 2 particles solidified under the control of external magnetic field has been realized. The curing chromophore with different colors has been obtained and the photoreflectance properties of the cured chromogens have been tested. The microcosmic distribution of blue, green and red solidified chromogenic bodies was observed by slicing, and the particle spacing was obviously different.
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ138.11;O648.11
【共引文献】
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,本文编号:1881356
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