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近红外光响应的动态褶皱

导读: 微米及纳米级的表面会赋予材料独特而有趣的物理、化学和生物性质,因此吸引了科学家们的广泛关注。目前,科学界的关注重点在对这些表面的性质实现可控的调节,比如光学性质、表面摩擦力、湿度和粘附力。在众多产生动态表面的方法中,弹性体基质的褶皱表面被用来制造对外界刺激响应的模块。

微米及纳米级的表面会赋予材料独特而有趣的物理、化学和生物性质,因此吸引了科学家们的广泛关注。目前,科学界的关注重点在对这些表面的性质实现可控的调节,比如光学性质、表面摩擦力、湿度和粘附力。在众多产生动态表面的方法中,弹性体基质的褶皱表面被用来制造对外界刺激响应的模块。

成果简介

近日,上海交通大学的姜雪松教授课题组,报道了一种制备近红外光响应的动态褶皱的方法。该方法利用含有碳纳米管的聚二甲基硅氧烷弹性体作为双层体系的基质,多种功能聚合物作为顶层材料制备了对近红外光响应的动态褶皱。由于碳纳米管从光能到热能的高效率转化,使得CNT-PDMS实现了近红外光控制的热膨胀,因而实现了通过对近红外光开关的双层体系应变的动态调控。这种近红外光驱动的动态褶皱可以被应用到智能显示、动态光栅和光控电子器件上。该成果以题为"Near-Infrared Light-Responsive Dynamic Wrinkle Patterns"发表在Sci. Adv.上。

图文导读

图1 近红外驱动的动态褶皱制作图示

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A.常温下近红外驱动的动态褶皱的制作过程

B.温度对近红外控制的CNT-PDMS的影响

C.AFM图像证实近红外驱动褶皱的可逆性

图2 通过近红外开关来实现动态褶皱的形成与消失过程

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A-C.通过近红外辐射实现褶皱消失

D-F.通过停止近红外辐射实现褶皱形成

G.随着近红外辐射时间增加,CNT-PDMS的解体和相应的褶皱变化幅度

H.褶皱形成和消失的循环

图3 通过近红外来控制褶皱图案和其实时动态变化

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A.图示近红外辐射实现褶皱形成

B-D.图示近红外辐射实现褶皱图案的消失

E-G.图示停止近红外辐射,图像慢慢恢复的过程

图4 近红外响应的褶皱图案作为动态光栅

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A.图示近红外辐射控制的动态光栅

B.近红外开关控制光衍射图案的演变过程

图5 图示近红外驱动的智能窗口,信息记录和电子设备

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A.由于有褶皱和无褶皱表面的可逆变化导致的透明度变化

B.通过不同光掩模实现信息记录

C.图示近红外驱动电子设备

D.gold-PAN/CNT-PDMS的褶皱消失与恢复

E.电阻随近红外辐射时间的变化

小结

这个工作报道了一种制备近红外光响应的动态褶皱的方法。该方法利用含有碳纳米管的聚二甲基硅氧烷弹性体作为双层体系的基质,多种功能聚合物作为顶层材料制备了对近红外光响应的动态褶皱。由于碳纳米管从光能到热能的高效率转化,使得CNT-PDMS实现了近红外光控制的热膨胀,因而实现了通过对近红外光开关的双层体系应变的动态调控。这种近红外光驱动的动态褶皱可以被应用到智能显示、动态光栅和光控电子器件上。

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