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本公司的老客戶河北師范大學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)的的化學法單層石墨烯以及石墨烯量子點在國際期刊發(fā)表文章，影響因子12.124。

極具吸引力的作品，往往是藝術(shù)和科學的完美結(jié)合。比如，將來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，反過來，這種色彩的變化又能指示您房間當前所處的環(huán)境。這幅裝飾性的油畫既是藝術(shù)品，同時又是環(huán)境傳感器。河北師范大學的周金明教授和中科院化學所的宋延林研究員等合作開發(fā)出了一種兼具藝術(shù)性和科學性的高亮度無角度依賴結(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程無序、短程有序的光學結(jié)構(gòu)，具有色彩不隨觀察角度變化的特點，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題，嚴重限制了其在實際中的廣泛應(yīng)用。研究團隊將石墨烯納米片和石墨烯量子點引入光學結(jié)構(gòu)，利用石墨烯納米片的均勻吸光性質(zhì)消除了無序光學結(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；同時借助石墨烯量子點隨激發(fā)波長可調(diào)節(jié)的光致發(fā)光性質(zhì)及其與光學結(jié)構(gòu)引起的贗光子帶隙的相互作用，實現(xiàn)了石墨烯量子點發(fā)光和贗光子帶隙間的自動波長匹配，進而通過石墨烯量子點的發(fā)光自動對波長涵蓋整個可見區(qū)的無角度依賴結(jié)構(gòu)色的亮度進行了有效補償。引入石墨烯量子點后，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）制備過程示意圖； （B）、（C）、（D）依次是無添加物、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)的反射光譜和光學結(jié)構(gòu)。

在此基礎(chǔ)上，利用無序光學結(jié)構(gòu)作為模板，通過填充聚丙烯酰胺水凝膠，研究團隊展示了一種具有濕度響應(yīng)性的結(jié)構(gòu)色納米復合薄膜。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)色與觀察角度無關(guān)，所以與傳統(tǒng)光子晶體傳感器相比，本研究報道的濕度傳感器具有更簡便、準確的特點，因為其避免了觀察角度引起的色彩的變化的所引起的困擾。本研究將有效推動無角度依賴結(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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