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木虫 (著名写手)

流浪在小木虫

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[交流] 纳米光子晶体可随意变幻颜色

由加州大学Riverside分校Yadong Yin领导的研究小组在《应用化学》（Angewandte Chemie）上发表文章，宣布他们取得了新进展：小组用小型磁性晶体包覆塑料外壳形成纳米颗粒，然后颗粒在溶液中自聚集成光子晶体。当施加一个外部磁场时，晶体光学特性会发生改变，因此通过调整磁场强度就可以精确改变这些晶体的颜色。

这里所说的晶体和传统晶体并不一样，它们属于胶质晶体。胶质晶体制造成本较低，并且可以大尺度生产，因此适合于光子晶体。光子晶体类似于电子学中的半导体材料，它们也有带隙、禁带等。这些光学特性取决于晶体的空间关系。

目前研究主要是针对禁带可通过外部刺激得到快速、精确调节的光子晶体。但是这些要求还无法实现。

其中一种可能的刺激是磁场，如果晶体由磁性材料制成，例如氧化铁。但问题在于磁化只有在颗粒达到较大尺度时才能保持，Yin的小组找到了解决办法：在纳米氧化铁颗粒外包覆聚乙烯外壳。

这样做的结果是纳米晶体在溶液中自聚集成胶质光子晶体。磁场力作用于每一个单个团簇，改变了团簇间的晶格距离。通过改变磁场强度以及磁体距离，胶质晶体的颜色就可以在整个可见光谱区域内变化。整个过程迅速且可逆，因为团簇的纳米晶体很小，当磁场关闭后它们能立刻失去磁性。这可用于通信、显示器、感应器等领域。

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