新建的時(shí)間分辨USAXS線站(BL10U1)是“上海光源線站工程項(xiàng)目”中專用于硬X射線超小角散射研究的線站。束線的光子能量覆蓋8-15 keV,可提供全能量段的聚焦pink光工作模式,實(shí)現(xiàn)時(shí)間分辨USAXS、時(shí)間分辨USAXS/SAXS/WAXS、微聚焦小角散射等實(shí)驗(yàn)方法,配備室溫高達(dá)500oC的高低溫原位拉伸環(huán)境,滿足不同領(lǐng)域用戶的研究需求。目前,該線站已進(jìn)入試運(yùn)行階段。
近日,復(fù)旦大學(xué)汪長春教授課題組在多彩熱致變色光子晶體領(lǐng)域取得進(jìn)展,以“Polychrome photonic crystal stickers with thermochromic switchable colors for anti-counterfeiting and information encryption”為題發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》上(最新IF為13.273)。
目前已有的熱致變色光子晶體的制備中,常用水凝膠作為構(gòu)筑單元或基質(zhì),在實(shí)際使用中其穩(wěn)定性和變色持久性受到極大影響,并且難以實(shí)現(xiàn)大面積、高質(zhì)量制備。針對此難點(diǎn),研究團(tuán)隊(duì)利用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的彎曲誘導(dǎo)規(guī)整設(shè)備,實(shí)現(xiàn)多分散微米級熱敏變色微膠囊粒子(變色溫度31 ℃,由黑色變紅色)和單分散納米級構(gòu)筑單元的協(xié)同組裝,從而獲得顏色鮮艷的熱致變色光子晶體薄膜(最大面積可達(dá)300 cm2),此種薄膜在不同的角度具有不同的熱致變色效果,并且具有透明性的轉(zhuǎn)變。進(jìn)一步通過引入具有極低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的功能基質(zhì)(聚丙烯酸異辛酯),可將制備的熱致變色光子晶體(Thermochromic Photonic Crystal, TCPC)薄膜利用刻字機(jī)裁剪得到任意形狀的熱致變色光子晶體自粘標(biāo)簽,從而用于防偽和信息加密等領(lǐng)域(圖1)。
圖1.熱致變色光子晶體自粘標(biāo)簽的加工和應(yīng)用過程示意圖。
研究團(tuán)隊(duì)利用上海光源(SSRF)BL10U1線站的USAXS技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)行結(jié)構(gòu)的表征。對于純光子晶體膜(Photonic Crystal, PC),經(jīng)過BIOT加工后,散射點(diǎn)增多(圖2),結(jié)合一維USAXS曲線,可以發(fā)現(xiàn)曲線強(qiáng)度提高,體系的規(guī)整性相比于熱壓成膜明顯提高;加入微膠囊粒子后,雖然從二維USAXS散射圖案觀察體系的有序性相較于純PC膜下降,但是經(jīng)過BIOT加工后,一維曲線強(qiáng)度提升,表明體系的有序性上升,實(shí)現(xiàn)了微膠囊粒子和構(gòu)筑單元的規(guī)整組裝。
圖2. 經(jīng)熱壓和BIOT加工后PC和TCPC薄膜的二維USAXS散射圖案。