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    光子晶體可對(duì)光子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，在未來(lái)信息技術(shù)方面具有廣泛的應(yīng)用，具有巨大的研究?jī)r(jià)值。通常光子晶體由球形膠體顆粒緊密堆積而成，理論研究表明，由球形膠體顆粒緊密堆積而成的簡(jiǎn)單面心立方結(jié)構(gòu)（FCC）光子晶體由于其結(jié)構(gòu)對(duì)稱性引起的能帶簡(jiǎn)并使其較難實(shí)現(xiàn)完全光子帶隙，而通過(guò)引入非球形的晶胞顆粒則能消除能級(jí)簡(jiǎn)并, 從而產(chǎn)生完全的光子帶隙。近年來(lái)研究人員對(duì)非對(duì)稱性粒子的制備和有序排列尤為關(guān)注。

    在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中國(guó)科學(xué)院和化學(xué)所的支持下，化學(xué)所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科研人員應(yīng)用sol-gel和聚合物自組裝，成功制備了有序排列的半球狀及蘑菇狀TiO₂顆粒。該方法通過(guò)TiCl₄/PS/CHCl₃溶液揮發(fā)自發(fā)形成六方有序排列的“微反應(yīng)池”，TiCl₄在“微反應(yīng)池”中sol-gel轉(zhuǎn)換生成TiO₂，并以“微反應(yīng)池”為模板形成非對(duì)稱性顆粒，得到具有仿生結(jié)構(gòu)的半球狀或蘑菇狀TiO₂顆粒，鑲嵌于蜂窩狀PS基體的有序復(fù)合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)非對(duì)成性顆粒的二維有序排列，并通過(guò)粘揭可得到類似昆蟲(chóng)復(fù)眼的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)。此方法具有操作過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低、可大規(guī)模制備等優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc.，2011，133，3736-3739。

有序排列非對(duì)稱性TiO₂粒子制備示意圖

 有序排列非對(duì)稱性TiO₂粒子掃描電鏡照片