Tunable Design of Structural Colors Produced by Pseudo-1D Photonic Crystals of Graphene Oxide

DOI:10.1002/smll.201600148

通讯作者：何志敏

单位：天津大学

在研究中发现GO可以产生结构性的颜色，GO伪1D光子晶体(p1D-PhCs)，由于其1D布拉格纳米结构，在可见光波长范围内显示出可调谐的结构颜色。通过在真空过滤过程中简单地改变去离子水分散体的体积或浓度，可以调整去离子水分散体引人注目的结构颜色。因此提供了作为一种有前途的光子材料的机会，通过分析GO液晶的光学性质与取向顺序之间的关系，成功地制备出了结构颜色可调的GO p1D-PhCs，这与传统的GO只能呈现透明或深棕色的观点完全不同。制备的GO p1D-PhCs具有可调的结构颜色和设计的图案，清楚地表明GO类似于墨水，可以直接用于在基底上书写，为开发新的印刷技术墨水材料铺平了道路。GO p1D-PhCs还表现出对湿度的光谱响应，这使得GO p1D-PhCs作为可见且快速响应的防伪标签具有广阔的应用前景。此外，与用于制造1D-光子晶体光纤的精确制造方法相比，用于制造GO p1D-PhCs的真空过滤方法具有几个优点。这不仅包括其适用于不同材料和材料组合的能力，还包括其高速、可扩展性、成本效益以及所需处理设备和基础设施的简单性。对GO p1D-PhCs结构颜色的研究结果不仅加深了对GO光学性质和微结构之间相关性的理解，而且将使GO在结构颜色印刷、传感和防伪方面有新的应用。

Tunable Lyotropic Photonic Liquid Crystal Based on Graphene Oxide

DOI：10.1021/ph400093c

通讯作者：Hung-Jue Sue

单位：Texas A&M University

采用直接胶体自组装方法在水溶液中制备基于剥离型氧化石墨烯的光子晶体。GO片自发形成有序的光子结构，不需要多个加工步骤。通过简单地改变GO浓度，可以在整个可见光谱范围内控制由GO光子晶体色散反射的光的波长，也就是调节GO光子结构的颜色反射。发现氧化石墨烯片的纵横比和片间力的调节是影响光子晶体形成稳定性的关键因素。为了在水分散体中实现虹彩化，需要具有良好长距离静电排斥力的充分剥落的GO片材。由胶体粒子形成光子结构通常需要精细地平衡长距离排斥力，例如静电力，和短距离吸引力，例如范德华力和π-π相互作用，如果长程排斥力不足以克服短程吸引力，则将不可避免地发生胶体颗粒的聚集或周期性变小的溶致液晶的形成。同时，表面电荷密度的增加将导致抗吸引力的静电排斥力的增加，可以通过石墨的氧化水平轻松地调节芳族和氧化域的比例，也可以通过调控离子强度影响GO片之间的胶体相互作用。这种高效的自组装方法会大大拓宽基于GO的材料在先进设备中的应用。