基本信息

書名:納米材料前沿--結構色納米材料

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作者:顧忠澤 著

出版社：化學工業出版社

出版日期：2018-08-01

ISBN：9787122298300

字數：393000

頁碼：351

版次：

裝幀：精裝

開本：16開

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編輯推薦

《納米材料前沿》叢書是由材料及化學領域的學術帶頭人共同完成的大型出版項目，是國家出版基金資助項目。14名主要著作責任者中，含7名中國科學院院士，其餘為“長江學者”，“傑出青年”。 n
本書是其中一個分冊，重點介紹了結構色納米材料的制備及應用研究。

內容提要

本書依據作者研究團隊以及外結構色材料的研究進展，在介紹生物結構色和光子晶體結構色的基礎上，繫統介紹了光子晶體結構色納米材料的仿生制備，包括微加工制備、的制備及組裝、噴墨打印制備，並介紹了其仿生調控研究，詳細介紹了結構色材料在生物檢測和細胞研究中的應用，闡述了結構色材料的未來發展方向和應用潛力。 n
本書可供從事結構色材料研究的人員及高等院校相關專業學生參考使用。

目錄

章 生物體中的結構色001 n
1.1概述 002 n
1.1.1顏色的產生 002 n
1.1.2生物體中顏色的進化 003 n
1.1.3生物結構色的分類 004 n
1.2具有一維光子晶體結構的生物結構色 005 n
1.2.1干涉薄膜 005 n
1.2.2衍射光柵 009 n
1.2.3復合結構的蝴蝶鱗片 011 n
1.3具有二維光子晶體結構的生物結構色 015 n
1.4具有三維光子晶體結構的生物結構色 019 n
1.5生物體中的動態結構色 021 n
1.6小結 023 n
參考文獻 024 n
n
第2章 光子晶體結構色理論027 n
2.1概述 028 n
2.2光子晶體的基本性質 030 n
2.2.1光子禁帶特性 030 n
2.2.2光子局域 032 n
2.2.3偏振特性 033 n
2.2.4抑制自發輻射 033 n
2.3光子晶體的電磁場理論 033 n
2.4光子晶體的能帶 034 n
2.5光子晶體研究的理論方法 035 n
2.5.1時域有限差分法 036 n
2.5.2散射矩陣法 043 n
2.5.3平面波展開法 047 n
2.5.4光子晶體理論分析軟件 048 n
2.6小結 052 n
參考文獻 052 n
n
第3章 光子晶體結構色材料的微加工制備055 n
3.1概述 056 n
3.2反應離子刻蝕 057 n
3.3快速成型微加工 059 n
3.4激光微加工 061 n
3.4.1激光產生的物理基礎 061 n
3.4.2激光的特點及其在光子晶體制備方面的進展 062 n
3.4.3激光LIGA工藝及其應用 067 n
3.4.4激光雙光子直寫 068 n
3.4.5激光全息光刻 071 n
參考文獻 075 n
n
第4章 結構色材料中的制備及組裝077 n
4.1概述 078 n
4.2單分散膠體粒子的合成 079 n
4.2.1單分散無機膠體粒子的合成 079 n
4.2.2單分散聚合物膠體粒子的合成 084 n
4.2.3單分散復合膠體粒子的合成 086 n
4.2.4單分散膠體粒子的表面修飾 094 n
4.3單分散膠體粒子的密堆積有序組裝 096 n
4.3.1傳統的垂直沉積法及改進 096 n
4.3.2場力誘導作用自組裝 101 n
4.3.3其他方法 106 n
4.4單分散膠體粒子的非密堆積有序組裝 107 n
4.4.1靜電場力 107 n
4.4.2磁場力 107 n
4.5多種納米粒子的分步組裝和共組裝 108 n
4.5.1溶劑蒸發法及改進 108 n
4.5.2分步旋塗法 109 n
4.5.3場力誘導共組裝 109 n
4.6膠體粒子的限域組裝 110 n
4.6.1物理模板法 110 n
4.6.2化學模板法 116 n
4.6.3液滴中的組裝 118 n
4.6.4二維界面 119 n
參考文獻 119 n
n
第5章 噴墨打印制備圖案化結構色材料127 n
5.1概述 128 n
5.2傳統圖案化結構色材料制備方法 128 n
5.2.1基於模板聚合法的圖案化結構色材料制備 128 n
5.2.2基於微接觸法的圖案化結構色材料制備 135 n
5.2.3基於界面誘導的圖案化結構色材料制備 138 n
5.3基於壓電噴墨打印技術的圖案化結構色材料制備 140 n
5.3.1噴墨打印技術簡介 141 n
5.3.2噴墨打印技術的應用 142 n
5.3.3噴墨打印制備自組裝結構色圖案 144 n
5.4電噴打印技術制備圖案化結構色材料 158 n
5.4.1工作原理 158 n
5.4.2針對結構色材料的電噴印繫統改進 160 n
5.4.3電噴印的加工模式 162 n
5.4.4圖案化打印 166 n
參考文獻 168 n
n
第6章 結構色的調控方法173 n
6.1概述 174 n
6.2電調控 176 n
6.3機械力調控 181 n
6.4磁調控 183 n
6.5溫度調控 186 n
6.6離子與分子調控 189 n
6.7光調控 192 n
6.8填充介質調控 194 n
參考文獻 196 n
n
第7章 結構色納米材料在生物檢測中的應用201 n
7.1概述 202 n
7.2基於結構色材料的非標記檢測 203 n
7.2.1基於折射率變化的非標記檢測 203 n
7.2.2基於晶格間距改變的非標記檢測 205 n
7.3基於光子晶體的熒光增強檢測 217 n
7.4光子晶體編碼檢測 219 n
7.4.1編碼標記檢測 219 n
7.4.2編碼非標記檢測 225 n
7.5基於結構色材料的生物分子分離 229 n
7.6結構色微流控芯片 231 n
7.7小結 234 n
參考文獻 234 n
n
第8章 結構色材料在細胞研究中的應用239 n
8.1概述 240 n
8.2細胞在結構色材料表面的取向及誘導分化 241 n
8.2.1基於拉伸反蛋白石的細胞誘導 241 n
8.2.2基於膠體晶體的神經細胞誘導分化 246 n
8.3基於結構色材料的細胞檢測 253 n
8.3.1基於多孔硅結構色材料的細胞檢測 253 n
8.3.2全息水凝膠細胞傳感器 265 n
8.3.3基於表面壓印結構色材料的細胞傳感 266 n
8.4基於結構色微載體的細胞研究 269 n
8.4.1結構色細胞微載體的基本特性 269 n
8.4.2細胞培養微載評價體繫 272 n
8.4.3細胞捕獲微載體的評價體繫 275 n
8.5基於反蛋白石結構大孔支架的細胞三維培養 280 n
8.6小結 285 n
參考文獻 285 n
n
第9章 結構色材料在其他領域中的應用291 n
9.1結構色材料在信息顯示中的應用 292 n
9.1.1結構色靜態顯示材料 292 n
9.1.2結構色動態顯示材料 294 n
9.2結構色隱形眼鏡 297 n
9.2.1結構色隱形眼鏡的制備工藝 298 n
9.2.2結構色隱形眼鏡的應用 302 n
9.3結構色材料在無源光學器件中的應用 304 n
9.3.1基於結構色材料的光柵 305 n
9.3.2結構色材料在光譜分析中的應用 306 n
9.3.3基於結構色材料的濾光片 308 n
9.4結構色材料在光纖波導中的應用 311 n
9.4.1一維光子晶體光纖 312 n
9.4.2二維光子晶體光纖 314 n
9.4.3三維光子晶體光纖 316 n
9.5結構色材料在激光器中的應用 318 n
9.5.1基於一維光子晶體結構的激光器 319 n
9.5.2基於二維光子晶體結構的激光器 320 n
9.5.3基於三維光子晶體結構的激光器 321 n
9.6結構色材料在光催化中的應用 324 n
9.6.1光能轉換基本原理 325 n
9.6.2結構色光催化材料 327 n
9.6.3TiO2光子晶體結構在光解水中的應用 331 n
9.6.4TiO2光子晶體結構在染料敏化太陽能電池中的應用 333 n
參考文獻 335 n
n
0章 展望341 n
n
索引 345

作者介紹

顧忠澤：教育部“長江學者”特聘教授、國家傑出青年基金獲得者。東南大學生物科學與醫學工程學院院長，教育部創新團隊負責人，生物電子學國家重點實驗室主任。主要從事生物電子學研究，開發了一種被國際上廣泛采用的自組裝光子晶體（結構色納米材料）的制備方法，提出了通過功能分子與微納結構的耦合，設計功能材料的設想，並基於該設想開發了一繫列可用於傳感的新型功能材料和器件，還創造性提出了基於自組裝光子材料構建液相芯片的設想，並基於該設想建立了具有自主知識產權的生物分子的高靈敏、多組分、快速檢測方法，構建了基於納米纖維的生物反應器，並應用於臨床治療用的生物人工肝。在科研中注重原始創新和開展高水平的研究工作，研究成果在國際核心刊物上發表論文230餘篇，其中影響因子大於10的論文有38篇，SCI他引5200餘次。獲授權專利45項，其中的6項專利已獲轉讓752，曾獲“教育部自然科學”一等獎一項，2014年還獲“國際發明特別金獎”。

序言