多尺度、多成分胶体颗粒有序交替组装的方法研究

由亚微米量级单分散胶体颗粒有序密排形成的胶粒晶体已成为光子带隙材料的一种重要形式。但迄今为止大多数三维胶粒晶体都是由同一尺寸、同一成分胶体颗粒在悬浮液中一次自组装所形成的面心立方密堆结构。结构的单一性阻碍了胶粒晶体的进一步应用。本项目在分析这类胶体颗粒自组装机制的基础上，提出了将带同性电荷胶体颗粒的有序自组装和带异性电荷胶体颗粒层间的固定分步进行的新思路，对不同尺寸、不同成分胶体颗粒间的有序交替组装方法的可行性进行研究。实现这一新思路的关键技术之一是使处于胶粒晶体界面处的胶体颗粒的表面电性发生原位转变。拟采用的手段包括胶体颗粒的表面改性和对被改性的胶体颗粒进行紫外光引发的原位化学反应。拟采用不同成分、不同尺寸的单分散二氧化硅和聚苯乙烯胶体颗粒作为探针材料，为扩展到其它材料做准备。本项目的完成将会为以胶体颗粒自组装为基础的多功能、多结构层次先进材料的制备和微化工过程设备的设计制作奠定基础。