响应性微米板阵列的制备及其表面光学性质的磁控调节

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1、响应性微米板阵列的制备及其表面光学性质的磁控调节Bio-inspiredadaptivemicroplatearrays：preparationandmagneticallytunedoptics学科专业：化学工程作者姓名：刘闪闪指导教师：陈志坚天津大学化工学院2017年5月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表

2、示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据摘要太阳光是地球上物质和能源的重要来源，经过亿万年的进化，生物体系利用有限的光学活性化合物和多样化的光学结构，已经发展出高效的光-物质-能源转换系统，由此而衍生出的仿生光

3、学也是涉及物理、化学、材料和生物等多个学科的热门交叉领域。在合成化学提供越来越多具有独特光学性质的化合物同时，从仿生角度实现微观结构对光的调控作用同样具有重要意义。在本论文中我们受白杨木树叶叶片两侧反射率不同的启发，采用软脱模的方法制备了表面具有磁响应性微米板阵列结构的聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性样品，并实现了样品表面反射率及荧光强度的磁场调控。具体而言，制备得到的微米板阵列具有较强的磁响应性，通过改变施加于阵列周围的磁场方向和磁场强度，就可以实时调控微米板的倒伏方向和倒伏角度，这为样品表面光学特性的调控创造了必要条件；在表面反射率调控方面，通过掠角沉积技术可以选择性的在微米板一侧

4、溅射上具有高反射率的金膜，而另一侧表现为低反射率的内嵌有深色磁性颗粒的PDMS，通过改变磁场方向可控制微米板向某一方向倒伏，喷金侧向上则样品表面反射率较高，PDMS侧向上则反射率较低；在荧光强度调控方面，将荧光物质掺入PDMS中使样品具有荧光性质，进行掠角沉积修饰后，就可通过改变磁场强度控制微米板的倒伏角度，从而调节微米板对荧光基底的遮挡面积，最终实现对样品表面荧光强度的连续可逆调控，其调控机理与百叶窗类似。此研究有望应用于微型光学器件和集成显示器件。关键词：微米板阵列，磁场调控，反射率，荧光I万方数据II万方数据ABSTRACTSunlightistheimportantsourc

5、eofmaterialsandenergyontheearth.Throughtheevolutionofbillionsofyears,bio-systemhasdevelopedefficientoptic-material-energyconversionsystemsbyutilizinglimitedopticalactivecompoundsanddiverseopticalmicrostructures,andthebionicopticsderivingfromthatalsobecomeahotcrossarearelatedtomultiplesubjectssu

6、chasphysics,chemistry,materials,biologyandsoon.Assyntheticchemistryprovidesmoreandmorecompoundswithuniqueopticalproperties,regulatingopticalpropertiesbymicrostructuresfromtheperspectiveofbionicsisalsosignificant.Inspiredbythepoplarleaf,whosereflectanceoftwosidesaredifferent,thisstudyisaimedtout

7、ilisemagneticfielddrivenPDMSwithmicroplatearraysobtainedbyasoftmoldingmethodtomodulateopticalpropertiesofthesurface,i.e.reflectanceandfluorescence.Tobemorespecific,themicroplateswithstrongmagneticresponseperformeddirectionalmoveme