"Dynamic Swelling of Tunable Full-Color Block Copolymer Photonic Gels via Counterion Exchange". H. S. Lim, J. -H. Lee, J. J. Walish, E. L. Thomas. ACS NANO. In press. DOI: 10.1021/nn302949n
One-dimensionally periodic block copolymer photonic lamellar gels with
full-color tunability as a result of a direct exchange of counteranions
were fabricated via a two-step procedure comprising the
self-assembly of a hydrophobic block–hydrophilic polyelectrolyte block
copolymer, polystyrene-b-poly(2-vinyl pyridine) (PS-b-P2VP),
followed by sequential quaternization of the P2VP layers in
1-bromoethane solution. Depending on the hydration characteristics of
each counteranion, the selective swelling of the block copolymer
lamellar structures leads to large tunability of the photonic stop band
from blue to red wavelengths. More extensive quaternization of the P2VP
block allows the photonic lamellar gels to swell more and red shift to
longer wavelength. Here, we investigate the dynamic swelling behavior in
the photonic gel films through time-resolved in situ measurement
of UV–vis transmission. We model the swelling behavior using the
transfer matrix method based on the experimentally observed reflectivity
data with substitution of appropriate counterions. These tunable
structural color materials may be attractive for numerous applications
such as high-contrast displays without using a backlight, color filters,
and optical mirrors for flexible lasing.
Se fabricaron geles fotónicos con color entonable hechos de copolímeros de bloque organizados periódicamente de forma lamelar unidimensional, a través de un procedimiento de dos pasos, que consisten en el autoensamblaje del copolímero de bloque polielectrolítico tipo hidrofóbico - hidrofílico en bloque, el poliestireno-b-poli(2-vinil piridino) (PS-b-P2VP), seguido de una cuaternización secuencial de las capas de P2VP en una solución de 1-bromoetano. Dependiendo de las características de hidratación de cada contraanión, la adsorción selectiva de las estructuras lamelares del copolímero de bloque provoca una fuerte sintonización de los límites de las bandas fotónicas, desde longitudes de onda en el color azul hasta longitudes de onda en el color rojo. Una mayor cuaternización de los bloques de P2VP permite a los geles fotónicos lamelares una mayor adsorción y un desplazamiento hacia longitudes de onda mayores, hacia el rojo. Aquí se investiga la dinámica del comportamiento de adsorción en películas de geles fotónicos a través de la medición in situ de la transmisión UV-vis en tiempo resuelto. Se modela el comportamiento de adsorción utilizando un método de matrices de transferencia, basado en los datos de reflectividad que se observan experimentalmente ante la substitución de los contraiones apropiados. Estos materiales que sintonizan su color estructuralmente pueden resultar atractivos para numerosas aplicaciones, tales como pantallas de alto contraste que no empleen luz de fondo, filtros de color y espejos ópticos para dispositivos flexibles de emisión láser.
In stock products can be shipped out within 3-5 business days upon receipt of customers' purchase order. Polystyrene-b-poly(ethylene-ran-butylene)-b-polystyrene-g-maleic anhydride
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