仿蛾眼宽光谱减反聚合物纳米膜研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 金 鑫 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2011-11 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 高雪峰 ; 宋延林 |
| 关键词 | 减反膜 自清洁 聚合物 仿生 纳米 丙二酸 多孔阳极氧化铝 |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 光学元件表面的反射光会降低诸如显示器等的显示效果，降低光学系统中的光通量，影响成像的清晰度和对比度，因此，光学材料表面的减反成为亟需解决的实际问题。传统的聚合物抗反射膜多采用多层结构或者多孔结构，多层结构抗反射膜折射率不能连续变化，并且层间存在黏附性和热失配等问题，不适合工作条件比较复杂的环境；而多孔膜的制备技术，如breath-figure法、相分离法、溶胶-凝胶法、共混法，很难有效调控折射率的变化趋势，并且往往需要借助有机溶剂，环境污染比较严重。 另一方面，现代工业与城市建设的高度发展导致空气污染，其中大量存在的粉尘粒子在潮湿环境中和静电作用下，很容易在固体材料表面附着。粉尘污染不仅严重影响城市面貌，并且削弱光电器件对太阳能的高效利用。传统的采用表面活性剂的清洗方法不仅耗费大量的人力、财力和物力，加重生态环境污染，而且需要反复进行，治理效果却并不显著。 纳米仿生研究发现，某些昆虫的复眼或翅膀表面具有的三维纳米突起阵列结构是一种非常高效的抗反射结构，由于其折射率从空气到本体材料连续渐变，能够对入射光进行调制，实现宽光谱广角抗反射。研究显示，仿蛾眼纳米突起结构经过表面改性可具有超亲水功能，水在其表面迅速铺展成薄的水膜，通过水膜的流动实现自动清洁，从而实现超亲水自清洁功能。通过模拟这种生物体表层纳米结构，有望设计出具有宽光谱广角减反和超亲水自清洁双功能的纳米突起阵列增透膜。基于多孔阳极氧化铝（AAO）三维渐变纳米孔阵列模板的纳米压印技术设备易得、操作简单、成本费用低，是制备这种结构唯一有实用前景的技术。 基于以上思路，本论文利用间距为200nm的氧化铝锥形孔阵列模板，在玻璃表面制备了纳米仿生聚合物减反自清洁膜，同时开发了一种能够在丙二酸体系中连续可控制备孔间距为290-430nm的自有序氧化铝锥形孔阵列的工艺。其具体的研究内容和结果如下： 1. 基于孔间距为200nm倒锥孔AAO为模板，通过对聚合物材料共聚改性和对玻璃表面修饰硅烷偶联剂，在玻璃基材上制备了附着性能优良的仿生三维纳米突起阵列结构。双面具有该三维渐变纳米突起的样品在波长400-800 nm的可见波段内平均透射率为 98.2 %。通过氧气等离子体对材料表面改性，在基本不损失减反性能的前提下，使材料具有了超亲水自清洁性质。 2. 开发了一种能够在丙二酸体系中连续可控制备孔间距为290-430nm的自有序AAO锥形孔阵列的工艺。在实验中，我们采用以下三个措施：将反应温度降至0ºC；利用自制的反应装置，同时对铝片及电解液进行散热；采用逐步线性升电压方式，将丙二酸体系的最大耐受电压从文献报道的140V提升至240V。通过在匹配的二次氧化电压下利用磷酸中多步温和氧化-腐蚀（MS-MA-CE）方法得到了孔间距范围在290-430nm之间连续可调高度有序的倒锥形AAO模板。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 源URL | [http://58.210.77.100/handle/332007/711]  |
| 专题 | 苏州纳米技术与纳米仿生研究所_纳米仿生研究部_高雪峰团队 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 金 鑫. 仿蛾眼宽光谱减反聚合物纳米膜研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
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