文献

CNC功能材料研究进展——光学材料

1. CNC激光器

Biodegradable Laser Arrays Self-Assembled from  Plant Resources

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202002332

AM 2020.6.4

通讯作者：Alexander J. C. Kuehne and Andreas Walther

单位：Germeny University of Freiburg

这篇文章通过增材制造的方式，将CNC分散液与染料掺杂的高分子水溶液混合后通过流延法蒸发诱导制备自组装薄膜，该薄膜具有光学带隙能够被用作液晶激光器的工作物质。其中CNC提供低阈值（7.2 mJ cm–2）的植物衍生光源，高分子材料选用了水溶性的P（EG- CO -HEMA）作为荧光增益介质插入到CNC自组装结构之间，形成谐振器，选用与聚合物荧光光谱充分匹配的罗丹明B与荧光增益介质发生共振实现增益效果。该激光器还具有可调控、可开关和可降解的特点。通过改变高分子与CNC的比例，可以调节材料发射激光的波长范围，CNC含量越高，材料波长就越短，能量越高。这是因为随着高分子的加入，改变了CNC自组装结构的螺距，从而展现出不同的光学性能。而通过控制环境湿度，即可打开或关闭激光器。随着湿度接近饱和，材料的带隙增加。该材料可以被喷墨打印成激光器阵列，并且可以在土壤中92后降解。

2. CNC衍射光栅

Tunable Diffraction Gratings from Biosourced Lyotropic Liquid Crystals

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201907376

AM 2020.4.3

通讯作者：Mark MacLachlan

单位：University of British Columbia

我们目前使用的衍射光栅大多是采用热致液晶制备，通常材料价格昂贵且制造工艺复杂。而溶质液晶尚未被用于制造光栅。CNC做为来源广泛的天然溶质液晶，引起了研究者的兴趣。 本文作者通过简便的方法制备了一种基于CNC自组装结构的水凝胶薄片，并通过高分子聚合物网络将CNC高度取向的周期性结构固定下来。 CNC的手性螺旋的轴心与薄膜平面平行，当光通过时，会发生衍射现象，并显示出光线偏振的选择性。而通过改变CNC的浓度，可以实现对材料周期性的控制。该工作非常具有工业放大的潜力。

本周分享的几篇文章在材料制备上都不复杂，能够用简单的方法获得结构规整的光学材料，可以说都是具有实际应用意义的。作者对于光学材料的了解还不是很多，这几篇文献只是从材料的角度去展开介绍的，阅读过程中关于光学表征的部分有很多地方没有完全理解，如果有错误之处请读者不吝赐教。