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本公司的老客戶河北師范大學(xué)周金明教授使用我們蘇州碳豐石墨烯科技有限公司所生產(chǎn)的的化學(xué)法單層石墨烯以及石墨烯量子點(diǎn)在國(guó)際期刊發(fā)表文章，影響因子12.124。

極具吸引力的作品，往往是藝術(shù)和科學(xué)的完美結(jié)合。比如，將來(lái)您辦公室墻壁上掛著的一幅漂亮的油畫，它可以隨環(huán)境變化改變其色彩，反過(guò)來(lái)，這種色彩的變化又能指示您房間當(dāng)前所處的環(huán)境。這幅裝飾性的油畫既是藝術(shù)品，同時(shí)又是環(huán)境傳感器。河北師范大學(xué)的周金明教授和中科院化學(xué)所的宋延林研究員等合作開(kāi)發(fā)出了一種兼具藝術(shù)性和科學(xué)性的高亮度無(wú)角度依賴結(jié)構(gòu)色濕度傳感器。

非彩虹色結(jié)構(gòu)色，源自于一種特殊的長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序的光學(xué)結(jié)構(gòu)，具有色彩不隨觀察角度變化的特點(diǎn)，在顏料、顯示、傳感等領(lǐng)域具有誘人的應(yīng)用前景。但目前其結(jié)構(gòu)色色彩亮度普遍偏低的問(wèn)題，嚴(yán)重限制了其在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。研究團(tuán)隊(duì)將石墨烯納米片和石墨烯量子點(diǎn)引入光學(xué)結(jié)構(gòu)，利用石墨烯納米片的均勻吸光性質(zhì)消除了無(wú)序光學(xué)結(jié)構(gòu)引起的非相干散射，提高了結(jié)構(gòu)色的色彩飽和度；同時(shí)借助石墨烯量子點(diǎn)隨激發(fā)波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)的光致發(fā)光性質(zhì)及其與光學(xué)結(jié)構(gòu)引起的贗光子帶隙的相互作用，實(shí)現(xiàn)了石墨烯量子點(diǎn)發(fā)光和贗光子帶隙間的自動(dòng)波長(zhǎng)匹配，進(jìn)而通過(guò)石墨烯量子點(diǎn)的發(fā)光自動(dòng)對(duì)波長(zhǎng)涵蓋整個(gè)可見(jiàn)區(qū)的無(wú)角度依賴結(jié)構(gòu)色的亮度進(jìn)行了有效補(bǔ)償。引入石墨烯量子點(diǎn)后，結(jié)構(gòu)色薄膜反射光譜的峰成分與僅添加石墨烯納米片的薄膜相比提高了~2.3倍。

圖1 高亮度非彩虹色結(jié)構(gòu)色薄膜的制備及表征。 （A）制備過(guò)程示意圖； （B）、（C）、（D）依次是無(wú)添加物、添加石墨烯納米片、添加石墨烯納米片和石墨烯量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)色薄膜的數(shù)碼照片；（E）、（F）相應(yīng)的反射光譜和光學(xué)結(jié)構(gòu)。

在此基礎(chǔ)上，利用無(wú)序光學(xué)結(jié)構(gòu)作為模板，通過(guò)填充聚丙烯酰胺水凝膠，研究團(tuán)隊(duì)展示了一種具有濕度響應(yīng)性的結(jié)構(gòu)色納米復(fù)合薄膜。薄膜的色彩可隨環(huán)境濕度的變化而發(fā)生變化，根據(jù)結(jié)構(gòu)色色彩的變化還可以指示環(huán)境的濕度變化。由于此結(jié)構(gòu)色與觀察角度無(wú)關(guān)，所以與傳統(tǒng)光子晶體傳感器相比，本研究報(bào)道的濕度傳感器具有更簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，因?yàn)槠浔苊饬擞^察角度引起的色彩的變化的所引起的困擾。本研究將有效推動(dòng)無(wú)角度依賴結(jié)構(gòu)色材料的在智能顏料、新型可視化傳感器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

圖2 高亮度非彩虹效應(yīng)結(jié)構(gòu)色濕度傳感器

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