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基础院崔家喜教授团队在Nature Communications发表最新研究成果
文:基础与前沿研究院 图:基础与前沿研究院 来源:基础与前沿研究院 时间:2022-12-30 14500

  近日,电子科技大学基础与前沿研究院崔家喜教授团队在Nature Communications上发表了题为“Self-growing Photonic Composites with Programmable Colors and Mechanical Properties”的论文。崔家喜教授为论文通讯作者,基础与前沿研究院博士后薛娟为论文第一作者,电子科技大学基础与前沿研究院为论文第一作者单位。

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图1. 生长策略构筑光子晶体复合材料

  结构色来源于物理结构对光的调制,通常包括衍射、干涉以及散射等物理效应。基于结构色无毒、环保且视觉效果栩栩如生的优势,其在机械传感、柔性显示、光学涂层和防伪材料等领域具有广泛的应用前景。目前,涉及上述应用的关键是制备各种结构复杂的有序周期性纳米结构。然而精细的加工工艺、高额的加工成本和较高的合成水准制约了其发展。此外,所获结构色图案不稳定、分辨率低,可控性较差,同时伴随材料脆、不能后加工等问题,与天然的结构色材料亦形成鲜明对比。因此,开发简单的方法来制造颜色鲜艳、性能可控的结构色多色图案化材料具有十分重要的意义,亦是一项挑战。

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图2. 生长制备光子晶体复合膜的光学特性

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图3.生长制备光子晶体复合膜的机械性能

  用合成构件模仿生物体生长是设计智能材料的一种新兴思路。电子科技大学崔家喜教授团队最近开发了一种独创的生长方法,使交联的聚合物结合外部提供的化合物来进行生长。这种生长策略包含前驱体的膨胀和聚合,以及新生和原始网络的均匀化。该策略实现了在平整表面构筑阵列突触的粗糙表面(Nat. Commun. 2020, 11, 963),可对聚丙烯酸酯材料的力学、形貌和尺寸进行多维度调控(ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 6 ),赋予刚性基材自我修复能力(J. Mater. Chem. A, 2022, 10, 174-179),以多维度生长构建水凝胶电路板(Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2206222),实现水凝胶材料在受力状态下的生长(Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2212402)。基于此,他们提出了一种基于光聚合和酯交换耦合反应的光诱导聚合生长策略,并将其应用在“活 ”的光子晶体体系中,在生长程序的作用下,实现了制造具有可控结构色、图案能力和可调机械性能的光子晶体复合材料。


  论文链接

  https://www.nature.com/articles/s41467-022-35555-0#Sec9

  团队负责人简介:

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  崔家喜,电子科技大学基础与前沿研究院教授,国家青年人才,四川省青年人才,成都市“蓉漂计划”特聘专家,四川省学术和技术带头人。2008 年博士毕业于北京大学,先后在北京大学、德国马普高分子所、哈佛大学等国内外知名高校或科研机构从事化学领域的研究工作。主要研究方向包括:仿生聚合物材料、聚合物涂层和界面、聚合物网络结构、水凝胶、自修复材料、生物医用材料等。在Nat. Mater.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、JACS、Angew. Chem. In. Ed.等国际著名期刊发表学术论文100多篇,引用4300多次;H指数38;i10指数77。编写英文专著(章节)2部。研究成果多次受到国内外专家和各科学媒体(Wiley, ChemView, MRS, Phys等)以及电视台的报道与高度评价。


编辑:张闻起  / 审核:林坤  / 发布:陈伟