五彩斑斕的天然或人工合成的膠體晶體吸引了普通人的眼光，也吸引了科學(xué)工作者的關(guān)注。研究表明，膠體晶體在很多方面，特別是光學(xué)、顯示、傳感、模板制備等高技術(shù)領(lǐng)域都有著重要的用途。膠體晶體通常由SiO2、PS或PMMA等硬的膠體粒子自組裝而成。實(shí)際上，軟的膠體粒子，如Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM)微凝膠小球，也能自組裝成為膠體晶體。與SiO2等硬的膠體粒子不同，微凝膠小球可壓縮，可形變。更重要的是，PNIPAM微凝膠還具有刺激響應(yīng)性。當(dāng)溫度、離子強(qiáng)度等環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，其粒徑可發(fā)生顯著變化。
由于這些特點(diǎn)，PNIPAM微凝膠膠體晶體對(duì)缺陷具有較大的容忍度，更易制備大尺度、缺陷少的膠體晶體。由于PNIPAM微凝膠的刺激響應(yīng)性，由其構(gòu)成的膠體晶體也具有相應(yīng)的刺激響應(yīng)性。 這是由硬球構(gòu)成的膠體晶體所不具備的. 這一獨(dú)特性質(zhì)，使微凝膠膠體晶體有望應(yīng)用于光的智能調(diào)控、傳感等重要領(lǐng)域。
南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院張擁軍教授在《高分子學(xué)報(bào)》2017年第11期發(fā)表的綜述中對(duì)微凝膠膠體晶體研究進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)。一方面微凝膠的組裝與普通的硬的膠體粒子有相似之處，但由于其軟物質(zhì)的特性以及特有的刺激響應(yīng)性，微凝膠展現(xiàn)了更為豐富的組裝行為。微凝膠膠體晶體應(yīng)用的研究也已展開。例如它可作為原子晶體的模型研究晶體的結(jié)晶和熔化.在這方面，PNIPAM微凝膠被認(rèn)為是研究結(jié)晶和熔化過程最佳的膠體原子。以微凝膠膠體晶體為模板可以制備具有特殊有序結(jié)構(gòu)的新材料。利用其特殊的光學(xué)性質(zhì)及其刺激響應(yīng)性還可設(shè)計(jì)新型的光學(xué)開關(guān)和光學(xué)傳感器等。
參考文獻(xiàn)
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