软物质团队研究成果在ACS Applied Materials & Interfaces杂志发表-厦门大学 软物质与生物仿生研究院

软物质团队研究成果在ACS Applied Materials & Interfaces杂志发表

近日，厦门大学生物仿生及软物质研究院林友辉副教授在利用超疏水基底改善胶体小球自组装研究方向取得进展。该相关研究成果以 “Fabrication of Crack-free Photonic Crystal Films on Superhydrophobic Nanopin Surface”为题在 ACS Applied Materials & Interfaces杂志上发表。

由于其优异的光学性质，光子晶体（Photonic Crystals）在传感器、显示器、分离过程和催化等方面具有广泛的运用前景。目前通过胶体小球自组装方法已构筑了许多复杂却高度有序的光子晶体。但是胶体小球在形成有序结构过程中会不可避免的产生收缩和应力，该方法通常会导致裂纹和缺陷的形成，降低了光子晶体的光学质量，也同时限制了其进一步的应用。

在该研究中，作者基于以上的研究现状，以纳米针状的超疏水表面为基底，来改善胶体小球的自组装，可以减少甚至消除大尺度的裂纹的效果 （图1）。当在低粘附力的超疏水基底上自组装时，胶体悬浮液在水分蒸发过程中呈现出气固液三相线的连续后退移动的变化。不断后移的三相线和胶体小球适度的变形可以保持胶体小球不受限制的自由收缩。这样可以及时填补因为溶剂蒸发而产生的空缺，并能轻易获得紧密堆积且完美有序的自组装结构。基于该原理，我们最后成功制备出厘米级别无裂纹的光子晶体薄膜。

图1. 胶体纳米粒子在亲水基底和超疏水基底上自组装的示意图。

Figure 1.Schematic representation of colloidal nanoparticles assembled on the hydrophilic substrate and superhydrophobic nanopin substrate.