晶態(tài)納米纖維素的手性光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究

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1、分類號：O611.4單位代碼：10183研究生學(xué)號：2015331020密級：公開晶態(tài)納米纖維素的吉林大學(xué)手性光博士學(xué)位論文學(xué)性質(zhì)及晶態(tài)納米纖維素的手性光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究應(yīng)用TheChiropticalActivityofCelluloseNanocrystalsand研究itsApplications作者姓名：屈丹屈專業(yè)：無機化學(xué)丹研究方向：仿生構(gòu)筑指導(dǎo)教師：徐雁教授吉培養(yǎng)單位：化學(xué)學(xué)院林大學(xué)2018年6月晶態(tài)納米纖維素的手性光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究TheChiropticalActivityofCelluloseNanocrystalsanditsApp

2、lications作者姓名：屈丹專業(yè)名稱：無機化學(xué)研究方向：仿生構(gòu)筑指導(dǎo)教師：徐雁教授學(xué)位類別：理學(xué)博士培養(yǎng)單位：化學(xué)學(xué)院論文答辯日期：2018年6月3日授予學(xué)位日期：2018年月日論文評閱人：答辯委員會組成：姓名職稱工作單位姓名職稱工作單位盲審專家正高級中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)主席：盲審專家正高級浙江大學(xué)于吉紅院士吉林大學(xué)盲審專家正高級復(fù)旦大學(xué)委員：薛冬峰研究員長春應(yīng)化所張曉安教授吉林大學(xué)施展教授吉林大學(xué)曲松楠研究員長春光機所未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，依法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位和個人，均不得對本論文的全部或部分內(nèi)容進行任何形式的復(fù)制、修

3、改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使用不在此限）。否則，應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。吉林大學(xué)博士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》投稿聲明研究生院：本人同意《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》出版章程的內(nèi)容，愿

4、意將本人的學(xué)位論文委托研究生院向中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社的《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》投稿，希望《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》給予出版，并同意在《中國博碩士學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫》和CNKI系列數(shù)據(jù)庫中使用，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文級別：□碩士■博士學(xué)科專業(yè)：無機化學(xué)論文題目：晶態(tài)納米纖維素的手性光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日作者聯(lián)系地址（郵編）：吉林省長春市前進大街2699號，吉林大學(xué)，無機合成與制備化學(xué)國家重點實驗室，130012作者聯(lián)系方式：qudan0311@163.com中文摘要晶態(tài)納米纖維素的手性

5、光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究摘要自然界有諸多絢爛多彩的顏色來源于光子晶體，也稱為物理顏色。比如甲殼蟲外殼，螳螂蝦下肢的顏色皆屬此類。手性光子晶體是一維光子晶體，其螺旋結(jié)構(gòu)具有反射和其手性相反的圓偏振光的能力。絕大部分生物的眼睛無法辨別圓偏振光，因此，圓偏振光是自然界一些物種的隱秘交流信號。本論文受自然現(xiàn)象啟發(fā)，圍繞晶態(tài)納米纖維素的手性光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用展開。晶態(tài)納米纖維素具有很高的楊氏模量、生物相容性、可再生、可生物降解性及易化學(xué)改性等特點。當(dāng)晶態(tài)納米纖維素懸濁液高于臨界濃度時，晶態(tài)納米纖維素自組裝形成手性向列相液晶，稱為溶致型液晶。干燥成膜后，其手性向列相液晶的結(jié)

6、構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)保留，禁帶在近紅外至近紫外波段范圍可調(diào)。近年來，晶態(tài)納米纖維素的研究工作主要圍繞手性轉(zhuǎn)移、光子晶體的物理性能、感應(yīng)性能、手性催化及分離，以及仿生結(jié)構(gòu)材料。本論文針對該研究領(lǐng)域尚未報道的科學(xué)問題及應(yīng)用潛能，開展以下研究：（1）晶態(tài)納米纖維素（CNC）手性光子晶體對自發(fā)輻射的調(diào)控及應(yīng)用。以金納米簇（AuNC）為熒光客體，利用蒸發(fā)誘導(dǎo)共組裝的方法，獲得晶態(tài)納米纖維素/金納米簇復(fù)合手性光子晶體膜（CNC/AuNC）。首次報導(dǎo)了晶態(tài)納米纖維素光子晶體對自發(fā)輻射具有帶隙內(nèi)抑制和帶邊增強的效應(yīng)。我們展示了CNC/AuNC作為一種可視化爆照物檢測材料的潛力

7、。（2）晶態(tài)納米纖維素手性光子晶體膜的多色圓偏振光能力。選用有機聚合物量子點（PDots）為熒光客體，利用蒸發(fā)誘導(dǎo)共組裝的方法，獲得晶態(tài)納米纖維素/聚合物量子點復(fù)合手性光子晶體膜（CNC/PDots）。我們提出以下三種途徑獲得多色右旋圓偏振熒光：（1）調(diào)控禁帶和熒光強度以實現(xiàn)對圓偏振熒光強度和位置的調(diào)控。（2）改變有機聚合物量子點的熒光發(fā)射波長。（3）疊加具有不同禁帶的手性光子晶體膜，以拓寬禁帶范圍，實現(xiàn)多色圓偏振熒光。研究結(jié)果顯示，多層復(fù)合膜可以反射左旋圓偏振光，其左旋圓偏振光的顏色隨觀察方向不同而變。I吉林大學(xué)博士學(xué)位論文（3）柔性晶態(tài)納米纖維素手

8、性光子晶體膜的設(shè)計構(gòu)筑及其圓偏振光的機械和化學(xué)響應(yīng)性能研究。針對已報道的晶態(tài)納米纖維素手性光子