我國(guó)科研人員制備折射率高度可調(diào)諧的新型光學(xué)材料

北京化工大學(xué)和京東方科技集團(tuán)股份有限公司研究人員合作研發(fā)出一種折射率高度可調(diào)諧的透明有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合光學(xué)膠材料。相關(guān)成果論文近日發(fā)表于《工程（英文）》。

早期的光學(xué)元件原材料以玻璃為主，近年來(lái)，有機(jī)樹(shù)脂基光學(xué)材料因易成型、重量輕、成本低等優(yōu)勢(shì)發(fā)展迅速。然而，目前商品化的有機(jī)光學(xué)樹(shù)脂，往往受限于有機(jī)分子和聚合物鏈的結(jié)構(gòu)特性，折射率普遍被限制在1.4至1.6。

折射率是光學(xué)材料的重要參數(shù)之一，高折射率可以降低光學(xué)元件的厚度和曲率，在保持光學(xué)功能效果的同時(shí)實(shí)現(xiàn)元器件的微型化，拓展其應(yīng)用范圍。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于丙烯酸樹(shù)脂基紫外光固化光學(xué)膠的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合光電顯示器件中的實(shí)際應(yīng)用需求，通過(guò)二氧化鈦納米粒子制備及其與丙烯酸樹(shù)脂復(fù)合過(guò)程優(yōu)化，研發(fā)出高透明、高折射率的光學(xué)膠材料。

研發(fā)人員利用電子顯微鏡成像和原子力顯微鏡分析測(cè)試復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，證實(shí)二氧化鈦納米粒子均勻地分散在復(fù)合材料中，固化成膜后的片材具有良好平整度。當(dāng)二氧化鈦在復(fù)合光學(xué)膠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30質(zhì)量百分比時(shí)，復(fù)合材料的折射率可達(dá)1.67。

此外，經(jīng)紫外線（UV）固化成膜后，該材料的折射率甚至可達(dá)2.0，同時(shí)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)保持98%以上的高透明度和小于0.05%的低霧度，且通過(guò)壓印工藝能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)光學(xué)微結(jié)構(gòu)的精密加工，可用于制作新型顯示導(dǎo)光板等光學(xué)元件。在論文中，研發(fā)人員展示的利用新型光學(xué)膠制造的微棱鏡型導(dǎo)光膜片，可有效提高照明度并降低能量消耗。未來(lái)，該成果有望在精準(zhǔn)醫(yī)療、健康照明和新型顯示產(chǎn)品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

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