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·802· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
图 6 PDGI/PAAm 水凝胶自组装示意图
Fig. 6 Diagram of self-assembly of PDGI/PAAm hydrogel
组装方式具有更广泛的应用。如 Kimura 等用 PS 和
聚乙烯醇（PVOH）为组装材料通过旋涂的方法制
得 170 个堆叠层的一维光子晶体 [50] 。由于堆叠层数
多，该 1DPC 具有较高的反射率。Komikado 等人通
过旋涂聚乙烯咔唑（PVK）和醋酸纤维素（CA）制
得了反射率高达 99%的一维光子晶体 [51] 。而在旋涂
这种自下而上的组装方式中，上层组装溶液对于下
层材料的溶解问题是影响组装质量的重要因素。
共挤出是由上至下的组装方式，可以制备出具
有成百上千层的高低折射率材料交替堆叠的膜结
构，但共挤出方法也由于在层厚精确控制上的问题容
易导致反射峰较宽。Sandrock 等人通过共挤出的方法
制备了以乙烯-辛烯共聚物和聚碳酸酯交替堆叠的
一维光子晶体，其堆叠数达 1024 个 [52] 。Kazmierczak
等人以聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯为组装材料，
用共挤出的方法制备了聚合物一维光子晶体 [53] 。其
反射峰较窄、反射率将近 100%。
上述有机/有机型一维光子晶体研究中，针对不
同材料特点选用不同构筑方法。但有机材料之间折
射率差较小，需要较多的堆叠数或借助溶剂等外部
条件的施加来满足应用要求，也在一定程度上增加
了制备的难度。
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图 7 不同拉伸状态下 PDGI/PAAm 凝胶颜色变化的光学 3 有机/无机杂化型一维光子晶体
照片(a)；不同拉伸状态下的反射光谱(b)
Fig. 7 The photographs of the gel taken at different tensile
strains(a), The reflection spectrataken at different 有机/无机杂化型一维光子晶体选材广泛，多种
tensile strains (b) 高分子聚合物和无机材料都可设计应用，高分子材
料可赋予材料柔韧性，无机材料则增加材料的稳定
组装形成一维光子晶体链。由于 PNIPAM 在 32 ℃
性和强度，实现功能的复合，具有更广阔的应用前
左右具有临界相转变温度（LCST），在外部温度刺 景。这类光子晶体在光子禁带调控方面相比于有机/
激下，可在膨胀和收缩状态间快速、可逆转变。当 有机型更具有优势，通过具有较大折射率差的材料
温度高于 LCST 时，材料为亲油性，低于 LCST 时， 的选择，在较少堆叠数条件下，可获得较强的反射
则为亲水性。在临界温度以下且降低温度，亲水性 峰。此类材料既包括有机、无机材料直接组装形成
增强，溶胀作用增强，体积膨胀，相反则体积收缩。 的多层膜，也包括基于无机材料组装和聚合物填充
例如：当温度由 10 ℃升高到 35 ℃，光子禁带逐渐 的布拉格堆叠。
蓝移，最大变化范围达 140 nm。南京工业大学陈苏 在这类一维光子晶体制备方面，以旋涂方法为
课题组利用单分散碳包覆的磁性胶体纳米晶簇 主。通过对两种不同折射率材料的交替旋涂组装制
Fe 3 O 4 @C MCNCs 在外磁场条件下的原位聚合获得 备出二者交替堆叠的周期性多层结构。旋涂是制备
机械力变色的弹性光子凝胶膜 [49] 。 一维光子晶体最常用的方法，组装原理主要是利用
自组装方式主要用于上述特定结构的一维光子 离心力使滴在基片上的胶液均匀地涂覆在基片上。
晶体的构筑，而对于其他聚合物，旋涂、共挤出等 其组装驱动力还包括静电作用力（引起聚合物的吸
