物理化学学报 >> 2024, Vol. 40 >> Issue (5): 2305018.doi: 10.3866/PKU.WHXB202305018
收稿日期:2023-05-08
修回日期:2023-06-28
录用日期:2023-06-29
发布日期:2023-07-07
通讯作者:
Email: qinlang@fudan.edu.cn (秦朗)
基金资助:
Xiaojun Liu1, Lang Qin1,*(
), Yanlei Yu1,2
Received:2023-05-08
Revised:2023-06-28
Accepted:2023-06-29
Published:2023-07-07
Contact:
Email: qinlang@fudan.edu.cn (Lang Qin)
Supported by:摘要:
胆甾相液晶微球是空间结构高度对称的三维光子晶体,能够全方位地选择性反射特定波长的圆偏振光,具有无角度依赖性的光子禁带,作为一种新兴的光学材料在全向激光器、反射式显示和微传感器等领域展现出广阔的应用前景。近年来,毛细管微流控技术的蓬勃发展为连续、可控、高通量地制备结构复杂且分子规则取向的单分散胆甾相液晶微球提供了强有力的支持。本综述重点关注利用毛细管微流控技术制备胆甾相液晶微球的相关研究工作,首先分析了毛细管微流控装置在设计微球结构中的决定性作用,阐明了溶液体系的选择与液晶分子取向间的关系以及边界效应对微球尺寸的影响;随后,从胆甾相液晶微球的光学特性切入,介绍了利用温度、溶剂和光等外界刺激调控螺旋结构自组装的原理和策略以及微球之间独有的“光子交叉通讯”现象;最后,总结了现阶段胆甾相液晶微球的潜在应用方向并讨论了该材料体系未来面临的挑战。
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表1
毛细管微流控装置构筑多种胆甾相液晶微球"
| Emulsion templates | Systems | O1 | W1 a | O2 | W2 | Flow rates (μL∙h−1) | Ref. |
| Single | O/W b | CLC | PVA c | – | – | 60–100/1000–5000 | |
| CLC | PVA and SDS | – | – | 18–24/1200–5000 | |||
| Double | O/W | CLC and TDI/ IPDI | SDS/PVA | – | – | 120/2400-9600 | |
| O/W/O | CLC | PEGDA | ABIL EM 90 in mineral oil | – | 28–30/30–36/ 300–360 | ||
| CLC | sodium alginate and Ca-EDTA | ABIL EM 90 in mineral oil | – | ||||
| W/O/W | – | PVA and glycerol/PVA | CLC | PVA and glycerol/PVA | 150–300/200–300/ 2000–4000 | ||
| – | PVA | CLC | SDS and tween 80 | 3400/300/18000 | |||
| Triple | O/W/O/W | CLC | PVA and glycerol/PVA | CLC | PVA | 120, 150/160, 600/170, 900/3100, 3500 | |
| 1-bromohexadecane | PVA and glycerol | CLC | PVA and glycerol | 1300/100/200/6000 | |||
| CLC | PVA and glycerol | silicone precursor | PVA and glycerol | 100, 120/250, 200/250, 300/2500, 3200 | |||
| Multiple | O/W | CLC, PG and THF | PVA | – | – | 200/5000 | |
| Janus | O/W | CLC, fluorocarbon oil, and CH2Cl2 | PVA | – | – | – | |
| CLC, silicone oil, and CH2Cl2 | PVA | – | – | 300/2000 |
图13
(a) 硅胶膜封装的三乳液胆甾相液晶微球结构示意图,以及利用该微球构筑的图案化柔性光子晶体薄膜58;(b)利用磁场调控双乳液胆甾相液晶微球的位置书写英文字母的示意图及偏光显微镜照片52;(c)“KRICT”图案在非圆偏振光、左旋和右旋圆偏振光照射下的偏光显微镜照片33;(d)白光下显示结构色,紫外光激发下显示荧光色的胆甾相液晶微球示意图,以及利用该微球构筑含有反射圣诞树和荧光二维码双色标签的照片34;(e) Janus微球的结构示意图及其在磁场下改变微球方向的偏光显微镜照片。利用该Janus微球编码信息,初始状态下呈现数字“8”并在施加磁场后变为“5”,其中M表示该区域内的微球具有磁响应性60"
| 1 |
doi: 10.1103/PhysRevLett.58.2486 |
| 2 |
doi: 10.1103/PhysRevLett.58.2059 |
| 3 |
doi: 10.1038/nature09540 |
| 4 |
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| 5 |
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| 8 |
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| 9 |
doi: 10.1039/c5tc02920a |
| 10 |
doi: 10.1021/ar500249k |
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