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·固体所多孔阳极氧化铝薄膜颜色的精确调控研究

  在研究多孔阳极氧化铝薄膜颜色的精确控制方面取得了一些进展

  近日,中国科学院固体物理研究所赵相龙博士在等离子体物理研究所研究员孟国文教授和等离子体研究员黄青的共同指导下,在等离子体物理研究方面取得了重大进展。色彩调控的研究,以及碳纳米管@多孔氧化铝复合膜颜色的精细控制。其结果将应用于防伪领域。一些光学干涉结构(如鸟羽毛和蝴蝶翅膀等)的性质,不仅鲜艳的颜色,而且会随着不同的人的视角而变化。光学干涉结构在彩色显示,装饰,安全等领域具有广阔的应用前景。已经构建了一些人造光干涉结构,例如多层膜,硅微孔阵列以及金属内嵌有孔的阳极氧化铝复合膜。据报道,多孔氧化铝膜中碳纳米管的生长导致由原位生长的碳纳米管和多孔氧化铝组成的复合膜。由于来自复合膜表面的反射光与从氧化铝/铝基底界面反射的光线的干涉,会使这种复合膜呈现出鲜艳的色彩。先前的研究已经发现,由该复合薄膜呈现的颜色主要取决于可见区域中的Bmax带的位置和随着薄膜厚度变化的Bmax。因此,看来通过改变氧化铝膜复合颜色调节的厚度。然而,由于Bmax对氧化铝膜的厚度非常敏感,并且在阳极氧化期间多孔氧化铝孔的生长速度非常快,所以实际上希望改变氧化铝膜的厚度以控制复合材料的颜色阳极氧化膜难以实现,甚至是不可能的。由赵相龙博士领衔的稀磷酸多孔氧化铝膜在各向同性缓蚀中同时扩展,其厚度已经减小,成功实现了碳@多孔氧化铝复合膜的颜色,腐蚀性)到蓝绿色(磷酸)。进一步的研究已经发现,碳纳米管多孔氧化铝复合膜的表面如果不被处理则是疏水的。为了改变薄膜的表面特性,他们试图通过等离子清洁来改善其亲水性。发现等离子体清洗后,随着浸水量的增加,复合膜的孔径变大。这种现象在某些特殊场合可用于水分湿度传感器。另外,它们是事先设计好的多孔氧化铝薄膜的构造和几种图案,然后在不同的时间对不同的部位进行不同的腐蚀实验,得到的多孔碳管@氧化铝复合薄膜表现出不同的彩色图案;并且模式的每个部分的颜色随着观察角度而显着变化。
最后,用一个圆珠笔在多孔氧化铝表面写一些英文字母和汉字(腐蚀的油墨覆盖孔部分)之前,用一个有趣的功能来证明它们的腐蚀性磷酸,碳多孔氧化铝复合膜能真正记录这些英文字母和汉字,在应用前景方面将具有安全性。相关研究论文发表在Adv。母校。 22,2637-2641(2010)。本工作由国家自然科学基金(50972145,10975152)和科技部“纳米科研”重大科学研究计划(No.2007CB936601)资助。多孔氧化铝管导致碳复合膜光学干涉颜色变化示意图
@氧化铝管与磷酸复合膜的蚀刻时间的颜色变化
[upload = 3]复合膜的颜色变化后的等离子清洗(下面的虚线是一个淹没部分)< (a,b)具有不同的颜色变化模式,是一种具有视角的复合膜; (c)浸水后的颜色变化
碳管复合多孔氧化铝膜显示的字母和字符
 

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