[01922538]高有序度纤维素手性光子晶体的快速制备与圆偏振性能优化
联系人：刘雷
所在地：江苏苏州市
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技术详细介绍
适宜转化地区/区域：全国
成果简介：
纤维素纳米晶体 （Cellulose Nanocrystals） 自组装形成的手性向列相溶致液晶被广泛用于制备具有螺旋形微观结构的纳米材料，在圆偏振光源、3D成像、机器视觉、光通信、以及不对称分离等领域表现出广阔的应用前景。中国科学院苏州纳米所科研团队通过高强度离心加速度场（最高超过7200倍地球表面重力）调控纤维素纳米晶体的熵驱动液晶自组装过程，显著加速了液晶基元的动力学弛豫速率，从而实现了高有序度手性向列相结构的快速构建。
本项研究有如下创新点：(1) 借助极端加速度场调控自组装的微观动力学，使相分离时间从自然重力下的数天缩短至1小时以内，且缺陷密度显著降低；(2) 在高粘度的高浓度胶体液晶体系中克服了动力学阻滞态，使液晶基元的弛豫速率大幅度提升，实现结构的快速重组与拓扑缺陷消除；(3) 利用叔丁基过氧化氢与硫脲的室温氧化还原反应精确调控丙烯酰胺交联聚合的起始时间，实现微观有序结构的原位捕获与三维固定；(4) 通过降低纤维素纳米晶体手性光子晶体薄膜中的拓扑缺陷密度，实现了材料的单色性提升与圆偏振特性优化。
本项研究的应用前景：(1) 为大功率圆偏振光源、立体视觉系统、不对称分离膜等提供高有序度的纤维素基手性光子晶体材料；(2) 通过离心加速度场加速高粘度胶体体系中自组装的动力学弛豫速率，提升基于溶致液晶的纳米复合材料的生产效率。