تهيه و مطالعه خواص نوري ساختارهاي چند لايه نانو ذرات كلوييدي پليمري



نشریه: سال پنجم - شماره اول - بهار 1390 - مقاله 9   صفحات :  69 تا 75



کد مقاله:
JCST-02-11-2010-1250

مولفین:
محمد رضا شمشیری: موسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ و پوشش - گروه پژوهشی فيزیک رنگ
علی اکبر یوسفی: پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران - گروه پژوهشي پلاستيك
فرهاد عامری: مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش - گروه پژوهشی فیزیک رنگ


چکیده مقاله:

بلورهاي فوتونيکي سه بعدي يا نانوكلوييدها، به دليل ساختار تناوبي كه دارند داراي خواص نوري مفيدي چون هدايت نور و موج¬بري هستند. قرارگيري اين نانوساختارها در ميان فيلم‌هاي پليمري متشکل از چند لايه، موجب بهبود اين خواص در مقايسه با فيلم‌هاي تک لايه داراي ساختار نانو مي‌شود. در اين تحقيق، ابتدا پليمرهاي پلي‌متيل¬متاكريلات و پلي‌استايرن به ترتيب در حلال‌هاي استون و سيکلوهگزان (به همراه ml 5 تتراکلریدکربن به ازای ¬¬ml 95¬ سیکلوهگزان) حل شدند و سپس به همراه سوسپانسيوني از نانوذراتي بر پايه استايرن، توسط دستگاه نشانش لوله‌اي بطور متناوب روي يکديگر قرار گرفتند. خواص نوري فيلم‌هاي ريخته‌گري شده به روش اسپکتروفوتومتري بررسي گرديد. اين مطالعات نشان داد كه افزودن لايه‌هاي پليمري بر روي ساختارهاي سه بعدي باعث تغيير رنگ ناشي از آنها مي‌گردد. به كمك اين داده‌ها تغيير رنگ از آبي به سبز به شكست پرتوهاي نور در لايه‌هاي پليمري ارتباط داده شد.


Article's English abstract:

Due to their periodic structures, three dimensional photonic crystals possess some useful optical properties such as wave guiding. Sandwiching these structures between multilayered polymer films improves such properties compared to those of single-layer films because they form a nano structure. In the present investigation polymethyl methacrylate and polystyrene were dissolved in proper solvents namely, acetone and cyclohexane(plus 5ml carbon tetrachloride per 95ml of cyclohexane). Solutions and suspension of nano particles were spin-casted rotationally using specially designed machine to produce a periodic structure. The optical properties of the cast films were studied using spectrophotometric techniques. It was found that cladding three-dimensional polymer films induced a color change. A color-shift from blue to green was found to be related to refraction of light amongst polymer layers.


کلید واژگان:
بلورهاي فوتونيکي، موج¬بر، نانوكلوييد، چرخ¬ريزي، پلي‌استايرن، پلي‌متيل‌متاكريلات.

English Keywords:
Photonic crystals, Waveguide, Nano-colloid, Spin-casting, Polystyrene, Polymethyl methacrylate.

منابع:

English References:
1.M. Skorobogatiy, Consecutive solvent evaporation and co-rolling techniques for polymer multilayer hollow fiber preform fabrication. J. Mater. Res. 21(2006), 2246-2254.#2.B. Lange, N. Metz, M. Tahir, P. Theato, F. Fleischhaker, H. Schroder, W. Muller, W. Tremel, R. Zentel, Functional polymer-opals from core-shell colloids. Macromol. Rapid Commun. 28(2007),1987-1994.#3.C. Paquet, E. Kumacheva, Nano-structured polymers for photonics. Mater. Today .111(2008), 48-56.#4.K. Kuriki, O. Shapira, S. D. Hart, G. Benoit, Y. Kuriki, J. F. Viens, M. Bayindir, J. D. Joannopoulos, Y. Fink, Hollow multilayer photonic bandgap fibers for NIR applications. Optics Express. 12(2004), 1510-1517.#5.A. C. Edrington, A. M. Urbas, P. De Rege, C. X. Chen, T. M. Swager, N. Hadjichristidis, M. Xenidou, L. J. Fetters, J. D. Joannopoulos,Y. Fink, E. L. Thomas, Polymer-based photonic crystals. Adv. Mater. 13(2001), 421-425.#6.T. Ruhl, P. Spahn, G. P. Hellmann, Artifical opals prepared by melt compression. Polym. 44(2003),7625–7634.#7.M. Skorobogatiy, J. Yang, Fundamentals of photonic crystal guiding. Cambridge University Press, New York. 2009, 32-36.#8.M. Skorobogatiy, N. Guo, Bandwidth enhancement by differential mode attenuation in multimode photonic crystal Bragg fibers. Opt. Lett. 32(2007), 900-902.#9.M. Skorobogatiy, Polymer micro-sructured and photonic crystal poly-fibers, Springer. 2007, 21-45.#10.B. Lange, F. Fleischhaker, R. Zentel, Chemical approach to functional artificial opals. Macromol. Rapid Commun. 28(2007), 1291-1311.#11.K. Stoeffler, C. Dubois, A. Ajji, N. Guo, F. Boismenu, M. Skorobogatiy, Fabrication of All-Polymeric photonic bandgap bragg fibers using rolling of coextruded PS/PMMA multilayer films. Polym. Eng. Sci. (2010),1-6.#12.B. Lange, F. Fleischhaker, R. Zentel, Functional 3D photonic films from polymer beads. Phys. Stat. Sol. (A) 204(2007), 3618-3635. #13.M. Egen, R. Zentel, Surfactant-free emulsion polymerization of various methacrylates: Towards monodisperse colloids for polymer opals. Macromol. Chem. Phys. 205(2004), 1479-1488.#14.M. Egen, R. Voss, B. Griesebook, R. Zentel, Heterostructures of polymer photonic crystal films. Chem.Mater. 15(2003), 3786-3792.#15.M. Egen, L. Braun, R. Zentel, K. Tannert, P. Frese, O. Reis, M. Wulf, Artificial opals as effect pigments in clear coating. Macromol. Master. Eng .289(2004),158-163.#16.B. Lange, F. Fleischhaker, R. Zentel, Functional 3D photonic films from polymer beads. Phys. stat. sol. 204, 11(2007), 3618-3635.#17.R. Tilley, Colour and optical properties of material, Wiley, 1999, 135-140.#18.S. Baghshahi, Color and optical properties of matters, ICST publisher, Tehran, 2007, 77-140.#19.B. Gauvreau, N. Geo, K. Schicker, K. Stoeffler, F. Boismenu, A. Ajji, R. Wingfield, C. Dubois, M. Skorobogatiy, Color-changing and color-tunable photonic bandgap fiber textiles. Optics Express. 16(2008), 15677-15693.#20.A. R. Parker, Natural photonic engineers. Materials Today. 5(2002), 26-31.#21.A. Ostendorf, B. N. Chichkiv, Two photon polymerization: A new approach to micromachining. Photonics spectra. 10(2006).#22.M. Shaghaghi, MSc Thesis, Synthesis and characterization of polymeric nano-particles suspension, Institute of Color Science and Technology, Tehran, Iran, 2010.#



فایل مقاله
تعداد بازدید: 12525
تعداد دریافت فایل مقاله : 733

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:12,526

کاربران حاضر:51