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Advanced Optical Materials: 光活性纳米晶玻璃:材料制备和应用
2019-09-04 17:21:35 | 【 【打印】【关闭】

  光活性纳米晶玻璃是将具有独特光学特性的纳米晶颗粒分散在玻璃中制备而成的复合 (或杂化)光学材料。光活性纳米晶玻璃的制备和应用可以追溯到公元前4世纪。当?#20445;?#20855;有娴熟技能和丰富经验的玻璃工匠通过在玻璃中加入贵金属如金银铜已经制造出?#25628;?#28866;色彩的玻璃。由于其制备的秘密性和色彩的唯一性,这些彩色玻璃一直作为奢侈装饰品获?#31859;?#25945;会和贵族阶层的青睐。直到20世?#32479;酰?#20154;们才认识到这些玻璃?#32435;?#24425;(暖色系)来源于在制备过程?#24615;?#20301;形成并均匀分散的金属纳米颗粒产生。该发现立即唤起了极其广泛的兴趣,不仅推动了对局域表面等离子共振的研究,获得了如何在玻璃中精确控制金属纳米颗粒产生的知识和技能,也直接引发了发生在20世纪的玻璃科学研究上的重大突破并催生了一系列实用产品(例如变色眼镜,光通信行业扮演重要角色的双色偏振镜)。近些年,随着纳米技术在理论研究和材料制备上?#32435;?#20837;发展和日臻成熟,科研人员制备出了一系列组分、大小、形状和结构各异的光活性纳米晶颗粒。由于玻璃的广泛使用以及其优异的光化学特性和热力学稳定性,相关科研人员孜孜不倦地开始了光活性纳米晶玻璃的开发工作,他们认为纳米晶颗粒和玻璃基质的结合蕴藏着发展新一代新型光学器件的巨大潜力。

 

  日前,澳洲阿德莱德大学,德国洪堡学者赵江波博士受邀,携课题组博士生韦云乐、Heike Ebendorff-Heidepriem教授,基于近年来本团队的相关工作和一系列文献报道,综述并展望了光活性纳米晶玻璃在材料制备和应用方面的研究进程。文章首先归纳了制备具有优异光学特性的纳米晶玻璃的指导准则,并概述了目前广泛使用的分散纳米晶颗粒到玻璃中的方法(由?#21462;?#20809;或机械力驱动的纳米晶原位生长,以及通过溶胶-凝胶反应、与玻璃粉末共熔 或直接分散到玻璃熔液中的非原位方式将独立制备的纳米晶掺入到玻璃中),并分析了各种方法基于指导准则的优缺点。文章还首?#20301;?#39038;了三种用于后期调控已经分散在玻璃中纳米晶形状和朝向的技术(目前主要为金属):对纳米晶玻璃在特定方向上施力将其拉长,利用飞秒光或者高能离子束以特定方向照射纳米晶玻璃。文章随后例举了光活性纳米晶玻璃在新型固态照明、先进光存储、智能窗和高能探测或医?#26222;?#26029;器件中的?#23548;?#24212;用。文章最后总结了光活性纳米晶玻璃在制备和应用方面的挑战和前景。坚信随着玻璃与纳米科技的蓬勃发展该领域必将孕育出一系列先进光学器件,造福全人类。相关论文以题为“Recent Advances in Hybrid Optical Materials: Integrating Nanoparticles within a Glass Matrix”发表在Advanced Optical Materials(DOI: 10.1002/adom.201900702)上。 

  文章来源:materialsviewschina

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