全息高分子纳米复合材料研究进展.docx

全息高分子纳米亚合材料ho1.ographicpo1.ymernanocomposites.HPNC）是基于相干激光聚合诱导和分离原理制备的具有周期性有序结构的而分子纳米更合材料，属于多维度、跨尺度的新概念信息材料。不仅通过微米/亚微米尺度的周期性有序相分离结构存储光波的振幅、相位等全部信息,还通过引入的纳米粒子、液晶、发光分子等存储其他信息，具有信息存储容量大、光谢制能力强的特点.在高端防伪、裸眼三维显示、用强现实、高密度数据存储、全息传感等高新技术领域具有重要应用价值。O1.工作总结与分析全息术是一种革命性的技术，可以重建光的整体信息，包括振幅和相位,它在显示、数据存储、防伪和立体广告等众多领域显示出变革性的影响。对于这些应用，全息高分子材料因其重量轻、易于加工和具有成本效益的特点而得到广泛的应用。然而，由于材料池的盒子小，调优性能的协议有限，传统的全息高分子材料难以满足新兴光学和电光应用日益增长的需求.全息聚合物纳米复合材料（HPNC）是一种具有周期性有序结构的新型聚合物纳米及合材料，与传统的全息聚合物材料相比，具有变革潜力“们可以通过光聚合诱导的激光干涉图案上的相分离来制造，在此期间，光的全部信息存储在微米/亚微米光栅中。更令人兴奋的是，作为概念信息材料，HPNC可以使用包含纳米粒子、液晶和光致发光分子在内的功能组件来记录附加信息。因此，它们在先进的防伪、肉眼三维显示、增强现实和高密度数据存储等高科技领域显示出巨大的应用潜力。图1.全息技术原理示意图H<*rPr*p<w*'mi<F*Uiuo<v>*v图2.全息技术发展时间轴02光引发阻聚剂对构筑有序相分离结构的关使作用HPNC由单体、液晶、纳米粒子等构成的多相多组分宏合体系通过相干激光聚合诱导相分高原理成型,光引发阻聚剂在构筑有序相分离结构过程中起着关键作用。这是因为在激光全息记录过程中,发介体系的光聚合反应速率通常较快,凝胶化时间短,导致相分探过程受阻,有序相分离结构难以形成有趣的是，光引发阻聚剂(PhOtoinitibitOr)作为类新型光引发体系，在可见光的辎照下能够同时产生具有光引发聚合(photoinitiation)和光阻聚(PhOtOinhibitiOn)两种功能不同的自由基。(图3)两种自由基的竞争与协同效应，显著扩大了相亮区(bright-region,也称为ConStrUC-tiveregion,图1)与相干暗区(darkregion,也称为destruc-tiveregion)之间的凝胶化时间差异，促进了有序相分离。对照实验结果显示，当光引发体系仅产生引发聚合功能时(如双(2,6-二领3毗咯茉基)二茂钛(1.rga-cure784)与过氧化苯甲酰(BPO)构成的光引发体系)，复合体系的聚合反应速率显著加快，但相分离结构从有序变为无序，说明光引发阻聚剂对全息记录过程中的有序相分离结构构筑具有难以杵代的作用。wOyxoKCD!aI图3.光引发加聚剂对iBH红合材料相分去玷构光引发IH聚剂的作用既理示怠图.(bKCD合例。.NpG/Re"-11PhotointtUtkonFhcUMmitMtwn!HIi的关犍作:用.KCO/NPG盾光光弓I及口I聚剂和RB/NPG绿光分别为0.2%和0.6961'HSC1.分比，下同）时，H合材料光Ii结构的打箱电fM做镜SEM)的片(c)RB含埴分别为0.1%和1.0H,价材料九楣结构的SEM照片制备HPNC的条件用于制备HPNC的单体应满足以卜基木条件:对纳米粒子等功能组分具有良好的分散或溶解能力乂2）具有较高的聚合反应速率常数;3）聚合反应形成的高分子一般具有较低的折射率。（甲基）丙烯酸的、（甲基）丙烯酰胺、N-乙烯基哦咯烷酮（NVP）等是常用单体（图5（八）。其中，N,N二甲基丙烯酰胺（DMAA）和NVP等极性较强的单体对促进光引发阻聚剂的溶解以及均匀在合体系的形成具有重要作用.4.总结与展里HPNC融合了全息高分子材料、液晶、发光分子、纳米粒子等多种功能组分的特定功能，易丁高性能化和多功能化“本文重点概述光引发阻聚剂对构筑有序相分离结构的关键作用，相干激光聚合诱导相分离的数学模型，以及低黏度多官能度单体、液晶相行为和纳米粒子的空间分布对光栅结构及电光响应特性的影响，并介绍了HPNC多功能化研究的最新进展。今后,HPNC领域还有以卜.几个方面值得重点关注:(1)高端防伪、增强现实等诸多高新技术应用均对红、绿、蓝三色激光的全息存储提出了要求，因此皈须发展用于调控HPNC相分离结构及光栅性能的红光光引发阻聚剂;(2)针时端防伪的垄断性要求，还需通过多相多组分体系发合与协同，发展具有多重图像功能的HPNC;(3)HPNC的柔性加工工艺与设备瓶颈还有待突破.