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触摸响应型纤维素光子层压材料的卷对卷制备技术
摘要： 羟丙基纤维素（HPC）作为天然丰富的纤维素衍生物，能自组装成螺旋纳米结构，通过布拉格反射产生显著色彩。其螺旋周期对压力极为敏感，使HPC成为一种响应性光子材料。尽管近期在阐明HPC机械变色特性方面取得进展，但实际应用仍寥寥无几——这需要同时实现规模化制备及其颜色变化的数字化转换。我们采用连续涂布与封装工艺，展示了卷对卷制造的米级HPC层压材料。通过人眼感知的色相变化光学分析及数字成像技术，我们量化了封装HPC的压力响应特性。最终，我们实现了实时捕捉人体足印在该HPC层压材料上的压力分布及时间演变过程。这是首次展示大面积、低成本制备HPC刺激响应型光子薄膜的方法，其生成的压力图谱可通过标准相机读取。
关键词： 机械变色、羟丙基纤维素、压力映射、自组装、光子层压板、布拉格反射、卷对卷制造、螺旋纳米结构
更新于2025-09-23 15:21:21
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 受生物启发的倾斜胆甾液晶结构的高光谱成像
摘要： 胆甾相液晶（CLC）具有螺旋结构，其扭转轴垂直于局部分子指向矢。当平面织构的CLC薄片处于布拉格区域时，该介质会产生波长与偏振选择性的布拉格反射。通过调节以下结构参数可改变布拉格带特性：螺距、手性方向及螺旋取向。调控后者会产生多边形织构（图1中部），该织构由微米级多边形单元阵列构成，形成具有波长可调聚焦特性的微透镜网络[1]。此类织构存在于生物CLC中（例如圣甲虫鞘翅的多波长微镜[2]）。本研究采用基于液晶的超光谱成像技术（HSI）对斜手性CLC进行光谱与空间联合表征——该紧凑型无损技术特别适用于透射/反射模式下的介观样品表征[3]。尽管液晶已用于多光谱/超光谱成像，但迄今尚未成为HSI研究对象。该仪器输出512×128像素图像，每个像素均实现光谱解析，首次以6nm（400-1000nm范围）的超光谱分辨率测量斜CLC多边形织构的光谱-空间特性，远超常规多光谱成像数十纳米的分辨率限制。图1总结了实验结果：透射模式下复现了样品的介观色度图案，并通过四分之一多边形的超光谱数据立方体重构凸显其波长可调的光形变特性；对单个亚15微米多边形反射光的分析揭示了构成织构的CLC螺旋轴局部倾斜（即体相畸变），其表征体现为螺旋轴取向空间变化区域带隙光谱特性的精细调控，由此实现了介观尺度空间变化与光谱变化的关联研究[4]。这些成果证明了超光谱成像对复杂胆甾组分（包括生物样品）精确研究的价值，为深化此类材料精细结构认知开辟了新途径。此外发现多边形织构可为安全认证、信息富集成像（特别是密码学领域）等众多应用提供实用解决方案。
关键词： 波长可调、布拉格反射、多边形纹理、胆甾相液晶、高光谱成像
更新于2025-09-11 14:15:04
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移动激光源激发的声子晶体模态的空间分布
摘要： 本文通过实验给出了具有周期性矩形波纹的铝板中兰姆波的频散曲线。采用模式选择方法，利用移动连续波激光在波纹周期结构区域激励兰姆波，且信号可在激励区域内任意点检测。观测了相速度与频率的关系，发现实验结果中频散曲线的强度分布与频散曲线斜率及检测点选择有关。检测了一系列位置的振动，反映了兰姆波在通过周期结构传播过程中能量的变化，这与现有的单点激励和检测方法不同。特别研究了由布拉格反射引起的共振点处模式振幅的空间分布。
关键词： 色散曲线、声子晶体、布拉格反射、激光超声法、兰姆波
更新于2025-09-11 14:15:04
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由纤维素衍生物形成的溶致胆甾型液晶光聚合导致反射色消失
摘要： 本研究中，我们报道了通过光聚合乙酸乙烯酯单体使纤维素衍生物溶致胆甾液晶的反射色消失，从而应用于彩色图像制备。当具有丙酰侧链的羟丙基纤维素（HPC-Pr）均匀溶解于4-羟基丁基丙烯酸酯（4HBA）液体单体中时，我们获得了在可见光波长范围内具有布拉格反射峰的溶致胆甾液晶（HPC-Pr_4HBA）。该反射波长不仅可通过温度调控，还能通过调节HPC-Pr在4HBA中的浓度实现控制。研究发现，对溶致HPC-Pr_4HBA混合物进行4HBA光聚合后，其布拉格反射峰会消失，从而成功制备出光刻彩色图像。本工作为利用此类布拉格反射特性，结合纤维素衍生物开发新型光子器件提供了重要线索。
关键词： 彩色图像，胆甾型液晶，溶致液晶，纤维素，布拉格反射，光聚合
更新于2025-09-09 09:28:46