C: conv-time Time (hour)
TỔNG HỢP POLYSTYRENE BẰNG PHƢƠNG PHÁP TRÙNG HỢP NHŨ TƢƠNG KHƠNG DÙNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT.
KHƠNG DÙNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT.
KHƠNG DÙNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT. 3 chiềụ
MỞ ĐẦU
Tinh thể quang tử (photonic crystal) là một loại vật liệu mới thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu [1-7]. Tinh thể quang tử 3D được cấu tạo từ các hạt cầu cĩ kích thước từ nanomet đến micromet được sắp xếp đều đặn, tuần hồn tương tự như cấu trúc tinh thể trong vật liệu bán dẫn đã làm nên cuộc cách mạng mới về sự phát triển của cơng nghiệp vi điện tử. Với khả năng chọn lọc bước sĩng ánh sáng truyền qua, tinh thể quang tử 3D hứa hẹn sẽ đem lại nhiều tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ y-sinh học, mơi trường đến các lĩnh vực cơng nghệ caọ
Tinh thể quang tử 3D cĩ thể được tổng hợp từ nhiều phương pháp trong đĩ phương pháp tập hợp các hạt cầu cĩ kích thước nano-micromet bằng phương pháp lắng dọc hoặc lắng ngang là một trong những phương pháp đơn giản, tiện lợi, tạo tinh thể quang tử đa dạng về cấu trúc và cĩ thể được tạo từ nhiều loại vật liệu nguồn khác nhau [5-7], trong đĩ hạt cầu polymer là một trong những vật liệu phổ biến, rẻ tiền, cĩ thể kiểm sốt cấu trúc, kích thước, độ đa phân tán của hạt qua đĩ, gián tiếp điều chỉnh được bước sĩng ánh sáng truyền qua tinh thể.
Trong nghiên cứu này, hạt cầu polystyren (PS) được tổng hợp thơng qua phương pháp trùng hợp nhũ tương (THNT) khơng sử dụng chất hoạt động bề mặt (CHĐBM), hệ thống keo được ổn định thơng qua sự tham gia của chất khơi mào ion như kali persulfat. Đây là một phương pháp hữu ích để tạo các hạt cầu PS cĩ kích thước hạt đồng đều, khắc phục được nhược điểm của phương pháp THNT sử dụng CHĐBM đồng thời hệ keo thu nhận cĩ thể sử dụng trực tiếp để tập hợp thành tinh thể trên lam kính theo phương pháp lắng đọng dọc.
VẬT LIỆU VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu Vật liệu
Hĩa chất sử dụng trong nghiên cứu cĩ nguồn gốc từ Trung Quốc và bao gồm Styren (St), Kali persufate (KPS), Natri clorua (NaCl). Chất hoạt động bề mặt sodium dodecyl sulfate (SDS) nhận được từ Aldrich Sigmạ Các hĩa chất khác như Toluen, cồn cơng nghiệp (Trung Quốc), nước cất.
Phương pháp nghiên cứu
Tổng hợp PS bằng hai phương pháp nhũ tương dùng chất hoạt động bề mặt (PS.H) và chất điện ly (PS.I)
Cho 0,64g CHĐBM (SDS) hoặc (0,13g NaCl [8]) vào bình cầu 3 cổ, phân tán bằng cách khuấy đều vào trong 180ml nước cất, ổn định nhiệt ở 65°C khoảng 10-15 phút. Tiếp theo, cho 10,00g St đã lọc qua Al2O3 để loại bỏ các chất ức chế vào hệ, nâng nhiệt độ lên khoảng 80°C. Sau đĩ, hỗn hợp 0,08g KPS hịa tan trong 20ml nước được cho vào hệ, hệ được cho phản ứng trong 10h. Tồn bộ phản ứng được thực hiện trong mơi trường Nitơ.
Tạo tinh thể quang tử
Các mẫu PS sau tổng hợp được sử dụng để tạo thành tinh thể quang tử bằng cách cho khoảng 20ml chất keo PS vào cốc. Sau đĩ cho lam kính đã rửa sạch bằng aceton, nước cất và được sấy khơ vào cốc. Lam kính được cố định theo hướng thẳng đứng 90°. Dung mơi được cho bay hơi dần ở nhiệt độ 60°C cho đến lúc khơ hồn tồn. Tinh thể quang tử được thu nhận từ các hạt cầu PS tập hợp cĩ trật tự trên lam kính.