光子晶體功能材料

光子晶體是由不同介電常數的物質在空間中交替形成的週期性結構。基於光子晶體的光學功能材料，憑藉其絢麗可調、環保耐久的結構色特徵和獨特的光學特性，在可視化傳感器、反射型戶外顯示、結構色塗層與印染、防僞鑑定、綠色印刷、光催化增強、光伏電池等衆多領域引起人們的濃厚興趣與廣泛關注。相關研究不僅推動物理、化學、材料等科學技術領域的發展，同時也有望帶來切實的社會經濟價值，造福人類的物質生活。

▲ 自然界光子晶體及實驗樣品掃描電鏡照片

藍色蝴蝶［（a）～（d）］、孔雀羽毛［（e）～（h）］、蜣螂［（i）～（l）］、天然蛋白石［（m）～（p）］中的光子晶體結構

華東師範大學葛建平教授科研團隊聚焦光子晶體材料研究十餘年，發展了磁響應膠體光子晶體、液態膠體光子晶體等新型材料體系，實現了一系列面向彩色電子墨水顯示、結構色塗層織物、可視化傳感器、智能響應防僞鑑定的新型功能材料，在國內外相關領域具有一定影響力。

▲ 噴塗法制備高度晶化的膠體晶聚合物塗層

（a）噴塗製備的雙層結構色塗層，利用三基色塗層的上下堆疊獲得連續漸變的各種結構色；（b）塑料車模表面膠體晶塗層的角度變色效果

▲ 基於反蛋白石聚氨酯薄膜的隱形光子晶體防僞標籤

（a）“溼熱”/“乾熱”處理過的反蛋白石聚氨酯薄膜保留/失去溶劑浸潤響應；（b）利用乙二醇-乙醇爲印刷墨水製備的隱形光子晶體圖案在乙醇-水浸潤後顯現，在乾燥後隱形

（北京：科學出版社，2023.9）由葛建平教授組織活躍在該領域前沿的國內優秀學者撰寫而成，內容涵蓋光子晶體“材料體系”與“應用探索”兩大主題，介紹了光子晶體材料的代表性成果和發展趨勢。作爲該領域難得的中文著作，其出版將對光子晶體材料的科學研究與交叉應用起到積極的推動作用，併產生深遠的影響。

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作者簡介

葛建平1980年4月生。2002年、2006年於清華大學化學系獲學士、博士學位。現任華東師範大學化學與分子工程學院教授、博士生導師，上海市綠色化學與化工過程綠色化重點實驗室副主任。曾任中國化學會青年化學工作者委員會委員，中國材料研究學會納米材料與器件分會理事。長期從事膠體光子晶體功能材料研究，發展一系列面向彩色電子墨水顯示、結構色塗層織物、可視化傳感器、智能響應防僞鑑定的新型功能材料。在國際學術期刊上發表SCI收錄論文130餘篇，引用1.2萬餘次；主持編寫中文專著1部，參與編寫英文專著5部；獲授權中國發明專利4項、國際專利4項。獲2008年北京市科學技術獎一等獎，入選國家特支計劃青年拔尖人才，獲國家優秀青年科學基金，上海市浦江人才、啓明星計劃、曙光計劃等資助。

本文整理自《光子晶體功能材料》（葛建平等著. 北京：科學出版社，2023.9）一書。

（納米科學與技術/白春禮主編）

ISBN 978-7-03-075991-7

責任編輯：張淑曉 孫 曼

光子晶體功能材料具有獨特的光學特性，在衆多領域擁有巨大的應用前景。本書圍繞光子晶體“材料體系”與“應用探索”兩大主題，分別介紹了微流控光子晶體、液態膠體光子晶體、空心微球膠體光子晶體、分子刷光子晶體及磁響應膠體光子晶體的製備原理和獨特性能，並探討了光子晶體材料在綠色印刷、光纖、結構色印染、物理傳感器和防僞識別領域的最新應用。

本書不僅可作爲高等院校材料、化學、納米科學等相關專業本科生、研究生的入門教程及相關研究人員的專業參考書，也適合對光子晶體感興趣的非專業讀者閱讀。

（本文編輯：劉四旦）

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