夹心结构高强度光子晶体水凝胶的制备与性能研究

　　

摘要：周期性微纳米结构光子晶体（PCs）通过干涉、衍射和可见光散射可以产生明亮的结构色。将光子晶体结构单元有序嵌固在水凝胶等柔性材料中，可以获得具有刺激响应变色能力的响应性光子晶体凝胶材料（RPHs）。RPHs可以有效检测温度、离子、气体、生物分子以及机械力。然而，有限的机械性能往往会限制其实际应用。本文首先合成具有靓丽结构色的PC层，然后在PC层的上下分别引入高强度的支撑层，构建了一种具有高强度的夹心结构光子晶体水凝胶。该凝胶具有1400%的应变和0.85 MPa的应力，并且表现明显的机械力至变色性能。当凝胶从0%拉伸至63%时，反射光谱发生了77 nm的迁移，变色灵敏度为1.22 nm %^-1。

关键词：水凝胶；光子晶体；高强度；机械力至变色；夹心结构

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