自组装胶体晶体应用进展
光子晶体制备技术和应用研究进展
光子晶体制备技术和应用研究进展一、本文概述光子晶体，也称为光子带隙材料，是一种具有周期性折射率变化的介质结构，其独特的性质使得光在其中传播时受到调制，类似于电子在晶体中的行为。
因此，光子晶体被视为控制光传播行为的重要工具，具有广阔的应用前景。
随着科学技术的飞速发展，光子晶体的制备技术和应用研究进展日新月异，对推动光子学、光学、材料科学等多个领域的发展起到了重要的推动作用。
本文旨在全面概述光子晶体的制备技术和应用研究进展。
我们将回顾光子晶体的基本概念和特性，阐述其在光学领域的重要性和独特性。
然后，我们将详细介绍各种光子晶体的制备技术，包括微球自组装、激光全息干涉、胶体晶体模板法等，并分析其优缺点。
在此基础上，我们将探讨光子晶体在光子器件、传感器、显示器、太阳能电池等领域的应用研究进展，并展望其未来的发展趋势。
我们将总结当前光子晶体研究的挑战和前景，以期为该领域的研究者提供有益的参考和启示。
通过本文的综述，我们期望能够为读者提供一个全面而深入的了解光子晶体制备技术和应用研究进展的平台，促进相关领域的交流和合作，推动光子晶体技术的进一步发展和应用。
二、光子晶体的制备技术光子晶体的制备技术是实现其独特光学性质和应用的关键。
随着科技的不断进步，光子晶体的制备方法也在持续创新和发展。
目前，主要的制备技术包括微球自组装法、模板法、全息光刻法、激光直写法和溶胶-凝胶法等。
微球自组装法：这是一种基于胶体微球自组装原理的制备方法。
通过精确控制微球的尺寸和排列，可以在溶液中形成有序的三维结构，进而制备出具有特定光学性质的光子晶体。
该方法操作简单，成本低廉，但制备的光子晶体尺寸和形貌控制精度有限。
模板法：模板法是利用已有的模板结构，通过填充、沉积或刻蚀等方式，在模板表面或内部形成光子晶体结构。
这种方法可以实现复杂形状和结构的光子晶体制备，但模板的制作成本较高，且制备过程相对复杂。
全息光刻法：全息光刻法利用干涉光场的空间调制作用，在光刻胶或其他光敏材料中形成三维周期结构，进而制备出光子晶体。
胶体系统中的自组装现象
胶体系统中的自组装现象胶体系统是指由一种或多种不同材料构成的固-液或气-液混合物，其中质量占优的物质是小型颗粒或分子集合体，尺寸一般从几纳米到几十微米不等。
这些小颗粒之间的相互作用力通常是范德华力，短程斥力和耗散力等。
所以在胶体系统中，这种相互作用力将对小颗粒之间的聚集，沉淀和应变等现象产生重要影响。
在胶体系统中，小颗粒和分子的自组装现象是非常常见的，这种现象通常是由胶体小颗粒的范德华力引起的。
范德华力源于两个物体间的量子涨落，这种涨落导致了向中心导数趋于零的体积外层电子运动轨迹的偏移，并使得物体表面上的电子云分别在相对位置处形成了临时偶极磁矢。
这种偶极磁矢则成为范德华力的起因。
因此，在存在力场的情况下，小颗粒通常会聚集在一起，并形成集团或高级结构。
当然，随着小颗粒之间的相互作用力的不同，自组装行为也会发生变化，从液态，液-液，气-液相分离，模式观察到结晶或成膜现象等。
下面我们将分别讨论胶体系统中的几种自组装现象。
液-液相分离液-液相分离作为胶体系统中的一种自组装现象，结果液相成分聚集在一起，并形成两种不同的液相。
在胶体物理学中，液-液相分离被用来指代常见的粘土，高分子和界面活性剂的聚集现象。
这种聚集通常是由相互斥的荷电基团和去离子基团之间的复杂相互作用引起的。
在这种情况下，聚集行为的反应速度非常快，并且通常需要特殊的化学处理手段才能防止其发生。
例如，高分子物质的液-液相分离可以通过添加正离子或直接加盐等方法来防止。
结晶如果一些小颗粒在胶体流体中长时间相互作用，则它们可能扩散到低能状态，从而导致它们组成晶体结构。
这种情况下通常称为结晶。
在不稳定的胶体流体中，结晶几乎总是会发生。
此外，与相变相关学科不同，胶体颗粒的聚集通常发生在过冷或过饱和状态下。
成膜成膜是指单层或多层胶体小颗粒在固体表面上形成了一层薄膜。
此过程可能发生于水或油界面，固体表面或气体泡等各种场景中。
这种现象在许多化学领域中都具有特别重要的应用，例如生物医学研究，微结构制造等方面。
自组装体的制备与应用
自组装体的制备与应用自组装体是由分子、离子或原子等物质自行组装形成的一种超分子结构。
它具有特殊的化学成分和结构，能够通过控制组分和反应条件，得到具有特定结构和性能的自组装体。
自组装体具有广泛的应用前景，如在纳米材料、药物传递、催化等领域中，已经取得了重要的研究进展。
一、自组装体的制备方法自组装体的制备方法主要有溶液法、溶胶-凝胶法、气-液相法等。
其中，溶液法是最常用的制备方法之一。
首先在某种有机溶液中加入两种或以上的分子，然后通过振荡、超声波、温度等方法进行混合，使其自行组装形成自组装体。
溶胶-凝胶法则是通过将预先制备好的气凝胶（即介孔材料）浸入溶液中，再通过吸附、交联、水解等方法，制备具有所需结构和性能的自组装体。
气-液相法则是将气体在高温、高压条件下与溶液接触，利用气体本身特殊的物理化学效应，促进分子间的自组装。
二、自组装体的应用领域1. 纳米材料自组装体因其尺度效应和结构多样性，成为制备纳米材料的主要手段之一。
纳米自组装体可以制备出不同孔径、形态和分布的介质，从而具有较大的比表面积和透明性。
此外，自组装体还可用于制备纳米电子、纳米传感器和纳米光电器件等。
其中，金属自组装体也被广泛应用于纳米催化反应中，其表面高比表面积能够提高反应效率和催化活性。
2. 药物传递自组装体在药物传递领域的应用取得了长足进展。
将药物掺杂进自组装体中，形成纳米级药物释放系统，可有效增强药物的稳定性和生物利用度，从而使药物传递效果更佳。
同时，自组装体还可以用于制备新型抗菌剂、肿瘤靶向治疗剂、性激素药物等。
3. 催化自组装体可以在纳米尺度下制备出具有高比表面积和优越催化活性的催化剂。
此外，自组装体还可以通过表面修饰和功能化改性，改善催化剂在不同反应条件下的催化效率和选择性。
因此，自组装体在催化领域被广泛应用于新型能源的生产、环境治理、有机合成等。
三、自组装体的展望自组装体的研究还有很大的发展潜力。
未来，可以研究更多的自组装体制备方法，探索其结构和性能的关系，以及如何通过表面修饰和功能化改性等手段，提高自组装体在实际应用中的性能。
1微米胶体晶体模板制备
1微米胶体晶体模板制备微米胶体晶体模板制备1. 引言微米胶体晶体模板是一种具有高度有序结构的材料，其在纳米科技、光电子学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
它们的制备方法多种多样，其中最常用的方法之一是自组装方法。
本文将介绍微米胶体晶体模板制备的基本原理、方法和应用领域。
2. 基本原理微米胶体晶体模板制备的基本原理是通过自组装过程将胶体颗粒有序排列形成周期性结构。
自组装过程可以分为两个阶段：颗粒的聚集和结构的形成。
在聚集阶段，胶体颗粒通过范德华力或电双层力等作用力相互吸引，形成二维或三维的颗粒聚集体。
在结构形成阶段，颗粒聚集体发生结晶过程，形成有序的周期性结构。
3. 制备方法3.1 等离子体法等离子体法是一种通过等离子体聚合物化反应制备微米胶体晶体模板的方法。
该方法将胶体颗粒悬浮在可溶性单体溶液中，并在等离子体的作用下引发单体的聚合反应。
通过调节溶液中的单体浓度和等离子体引发剂的浓度，可以控制胶体颗粒的聚集行为和结晶过程，从而得到不同尺寸和形貌的微米胶体晶体模板。
3.2 沉积法沉积法是一种通过溶剂蒸发和涂覆技术制备微米胶体晶体模板的方法。
该方法将胶体颗粒悬浮液均匀涂覆在基底上，然后通过溶剂的蒸发使胶体颗粒逐渐聚集并形成有序排列的结构。
通过控制溶剂的挥发速率和表面张力，可以调控胶体颗粒的聚集程度和结晶速度，从而得到不同尺寸和形貌的微米胶体晶体模板。
4. 应用领域微米胶体晶体模板在纳米科技、光电子学、生物医学等领域具有广泛的应用价值。
4.1 纳米科技：微米胶体晶体模板可以作为纳米颗粒的模具，用于制备纳米材料和器件。
通过在晶格孔隙中填充金属或半导体材料，可以制备具有特殊光学、电学或磁学性质的纳米结构。
4.2 光电子学：微米胶体晶体模板可以用作光学衍射元件，用于调控和增强光的传播和散射。
通过控制晶格常数和胶体颗粒的尺寸，可以实现对特定波长光的选择性散射或全反射。
4.3 生物医学：微米胶体晶体模板可以作为生物传感器或药物载体。
胶体光子晶体的自组装.
三、胶体光子晶体的自组装介绍//光子晶体(photonic crystals) 是由两种或两种以上具有不同介电函数的材料在空间周期性排列而形成的一种人造晶体，于1987年由Eli Yablonovitch和Sajeev John正式提出的，并在其后二十年内一直是物理、化学、材料、光电子等众多领域的热点。
光子晶体的一个最重要特性是由于周期性介质对光的布拉格衍射作用，存在着若干个电磁波不能通过的频率范围，称为光子带隙。
这一性质使光子晶体具有对光子进行三维操控的可能，从而使其在制造光开关、滤波器、发光二极管、激光器、光波导及光纤等光子器件以及甚至全光光子芯片和光通讯领域具有广泛的应用前景。
另外，多孔结构的胶体光子晶体可以在化学、生物学等领域有广泛的应用，例如可用作分子筛、吸附介质、催化剂载体、膜反应器，在离子交换、色谱分析、研制光电化学电池、生物传感器等方面有着越来越广泛的应用。
近年来，光子晶体的研究在结构设计和探索新加工技术方面继续前进。
我们小组着力于发展新的快速、高效、经济的制备高质量胶体光子晶体的自组装方法，这也是目前制备大面积三维光子晶体中最有前景的方法之一。
我们的工作//自99年以来至今，我们在胶体晶体自组装方面做了一些工作。
我们在实验中发现了不同粒径的纳米粒子与胶体微球的协同自组装效应，最早提出了协同自组装法a(Chem. Mater.,14,83,2002; Appl.Phys.Lett.,77,4313,2000)，制备了高质量的反蛋白石结构。
为了克服现有自组装生长三维胶体光子晶体方法的局限性，例如不适用于各种尺度和材料胶体颗粒，制备晶体质量不能满足实际应用需要，以及生长时间过长等问题，我们发展了一种高效率，易于控制，操作简单，生长光子晶体质量高，重复性好，适用于任何粒径和种类胶体颗粒的自组装方法(双参数生长法)—控压等温垂直生长法b(Appl.Phys.Lett.,90, 051910,2007)。
胶体科学的研究进展
胶体科学的研究进展胶体科学是一门综合性、交叉性学科，涉及物理、化学、生物、材料等多个领域。
它研究胶体系统的结构、性质、功能以及与其它物质的相互作用等，具有广泛的应用前景。
近年来，胶体科学在多个领域都取得了重要的进展，本文将就其中一些方面进行介绍。
一、胶体自组装胶体自组装是胶体科学的一个重要分支，其研究的目的是探究胶体在一定条件下的自组装规律、结构性质以及对它人、生物体的影响。
胶体自组装可以形成各种复杂的结构，如胶体晶体、胶体玻璃、液晶、胶体纳米颗粒等。
这些结构不能通过常规的合成方法获得，但却具有独特的物理化学性质和应用价值。
自组装主要通过两种方式实现：一种是熵驱动自组装，即系统在最小化自由能的过程中组成有序的结构。
另一种则是静电相互作用驱动自组装，即通过上下电荷的相互吸引或排斥行为组装成有序的结构。
自组装可以控制分子的空间有序排列和结构形态，如可精确地控制纳米颗粒的大小、分布、晶体面向和取向，从而创造出各种新型材料和纳米器件，例如超晶格功能材料、多孔材料、光电子材料等，这是利用人工制作的方法无法实现的。
二、纳米颗粒的制备与应用纳米颗粒是指粒径小于100纳米的颗粒物质。
胶体科学在纳米颗粒的制备、表征和应用研究方面取得了重要进展。
目前，纳米颗粒已广泛应用于能源储存、催化、生物医药、环境保护等众多领域。
在纳米颗粒的制备方面，有很多方法可供选择，如胶体溶胶法、胶凝物法、微乳液法、水热法、溶剂热法等。
这些方法可制备各种结构的纳米颗粒，包括纳米棒、纳米管、纳米球等，并可通过改变实验条件来控制纳米颗粒的尺寸、形态以及表面活性等物理化学性质。
在纳米颗粒的应用方面，纳米技术已被广泛应用于电池、传感器、导电膜、生物诊断、靶向治疗等高科技领域。
研究人员还通过表面修饰和功能化等方法，提高纳米颗粒的药物载体功能和针对性，以实现更精准的治疗效果。
三、热力学与动力学模拟胶体材料在很多领域中有着广泛的应用，如催化、生物医学、电池等。
胶体晶体研究报告
胶体晶体研究报告
胶体晶体是由固体颗粒在稳定分散的胶体介质中自组装形成的大尺寸晶体结构。
胶体晶体具有周期性的排列和高度有序的结构，具有很多独特的物理和化学性质，因此在材料科学、光学、电子学等领域具有广泛的应用前景。
本研究报告主要研究了胶体晶体的制备方法、结构特征以及性质和应用等方面。
首先，我们采用溶剂挥发法制备了二维胶体晶体。
实验过程中，我们选择了适当的颗粒浓度和溶剂挥发速度，通过控制溶剂挥发过程中的物理参数，成功获得了具有较大尺寸和高度有序结构的胶体晶体。
其次，我们利用扫描电子显微镜（SEM）观察了制备得到的
胶体晶体的表面形貌和结构特征。
实验结果显示，胶体颗粒的排列呈现出六方紧密堆积的结构，具有周期性的孔隙和通道。
然后，我们对胶体晶体的光学性质进行了研究。
通过紫外可见光谱测试，我们发现胶体晶体具有光子禁带的特征，表现出了反射峰和透射谷。
并且，我们利用不同颗粒尺寸和浓度的胶体制备了具有不同光子禁带特性的胶体晶体。
最后，我们讨论了胶体晶体在光学传感、光子学器件和光催化等领域的应用前景。
胶体晶体具有调控入射光波长和传播方向的能力，可以用于设计和制备各种功能材料和器件，例如光子晶体波导、传感器和太阳能电池等。
综上所述，本研究报告通过制备胶体晶体、分析其结构和性质以及探讨其应用前景，深入研究了胶体晶体的基本特性和潜在应用。
超分子自组装材料的合成及应用
超分子自组装材料的合成及应用自组装是一种具有自发性和规律性的物理过程，可以在不需要外部干预的情况下形成有序、稳定的体系。
自组装材料是一种重要的材料科学研究领域，近年来受到了广泛的关注和研究。
超分子自组装材料作为自组装材料的分支之一，是应用最广泛的一种，它具有许多优越的特性，如高度有序性、可预测性、开放性等。
本文将介绍超分子自组装材料的合成方法及其应用研究现状。
一、超分子自组装材料的合成方法超分子自组装材料的合成方法非常多样化，涉及到多种有机化学、物理化学等知识。
下面将介绍一些常用的方法。
1. 溶液法溶液法是超分子自组装材料最常用的合成方法之一。
该方法适用于将有机分子或金属离子通过氢键、范德华力、离子键等相互作用组装成超分子结构。
在该方法中，通常选择适量的有机溶剂，将反应物溶解在其中，控制温度和反应物浓度，使其发生自组装反应。
在反应中，溶液中的物种会自发形成空间有序性较高的超分子结构，形成晶体或胶体等材料。
2. 涂层法涂层法是将预先有机化学反应得到的化合物涂在基材上，再进行热处理或光照等条件下自组装成超分子结构。
涂层法一般适用于制备表面自组装材料和壳层自组装材料等。
该方法可以采用喷雾涂覆、悬滴涂覆等不同的涂层方式，具有简便、易操作等特点。
3. 模板法模板法是利用外部模板或生物模板的作用，将小分子或高分子有机分子以不同的方式组合成超分子材料。
该法包括硅胶溶胶法、电镀法、微乳液法等。
模板法的优点在于可以精确地控制纳米结构的形态、大小和组成等，制备的超分子材料具有具有明显的分子识别、催化反应等应用前景。
二、超分子自组装材料应用的研究现状超分子自组装材料具有广泛的应用前景，尤其注重在生物医学和能源领域的研究。
下面分别介绍两个领域的应用现状。
1. 生物医学领域超分子自组装材料在生物医学领域有着广泛的应用，包括基因传递、药物控释、生物成像、生物仿生等领域。
利用超分子自组装材料可控制自组装体的结构和性质，形成不同形态的纳米粒子，实现药物释放的规范化、有选择性地传递DNA片段和小分子药物，将具有明显治疗效果的药物与纳米材料结合起来，提高生物体对其的可持续利用率。
胶体材料的合成和应用
胶体材料的合成和应用胶体材料是一类尺寸介于10纳米和1微米之间，由分散相、连续相和分散剂等组成的材料。
它具有特殊的性能和结构，被广泛应用于领域。
一、胶体材料的合成胶体材料的合成通常有两种方法：自组装和化学合成。
1. 自组装自组装是将胶体颗粒通过分子间吸引力力的作用，按照一定的规则排列形成一定的结构。
这种方法不需要外加的能量，使得制备过程较为简单，但难以获得复杂的结构。
例子：利用CTAB（正十六烷基三甲基溴化铵）作为表面活性剂，水作为分散介质，制备了一种具有类球形结构的氢化物银纳米颗粒。
2. 化学合成化学合成是将溶液中的原料在加热、加压、辐射等作用下发生反应，形成胶体颗粒。
该方法能够获得更为复杂的结构。
例子：通过控制温度和反应时间合成了一种用于电子器件中的二氧化钛纳米管。
在调控温度过程中，可以调节纳米管的长度和直径，从而获得所需的结构。
二、胶体材料的应用胶体材料由于其特殊的结构和性能，被广泛应用于诸多领域，如电子、医学、环境等。
1. 电子领域胶体材料的尺寸在纳米或亚微米级别，其特殊物理和化学性质使得其能够应用于电子器件领域。
例如，在纳米电子器件中，制备了一种基于氧化钛纳米颗粒的紫外线光敏电容，具有快速响应和可重复的特点。
2. 医学领域胶体材料具有极高的比表面积，能够吸附大量生物分子，因此可以应用于药物递送、肿瘤治疗等领域。
例如，通过制备一种可注射的纳米药物，实现了对肿瘤细胞的光动力学治疗效果，比传统治疗方法有更高的治愈率。
3. 环境领域胶体材料在环境净化、污染治理等领域也有广泛的应用。
例如，利用一种名为“Fe@Fe2O3”纳米颗粒的材料，成功地将废水中的甲基橙染料去除掉，并实现了高效、低成本的治理方案。
总之，胶体材料具有广泛的应用前景。
通过不断地研究和探究，在制备方法和应用领域中不断拓展创新，将为人类的发展带来更多的帮助和进步。
胶体颗粒自组装行为研究
胶体颗粒自组装行为研究胶体颗粒自组装行为是指由于胶体颗粒的独特性质而形成的一种自我组装结构。
胶体颗粒自组装行为的研究具有广泛的应用前景和理论价值，如在化学、生物、材料等多个领域中，都有着不可替代的作用。
一、胶体颗粒自组装的研究现状胶体颗粒自组装行为的研究始于20世纪70年代初，随着科学技术的不断进步，其研究已经逐渐成熟起来。
研究人员通过控制胶体颗粒的体积、形状、表面分子以及溶液中的环境温度、ph值、离子强度等因素，来寻找促进或抑制自组装的因素。
在研究方法方面，科学家们采用的主要方法有实验证明、计算机模拟和理论研究等。
其中，实验证明是最常用的方法，通过显微技术和粒子摄影技术来表征胶体颗粒的自组装过程，以了解其结构和性质。
计算机模拟则是为了在实验过程中更好地理解胶体颗粒自组装行为，通过计算机仿真模拟粒子的动力学行为，以便更好地预测粒子自组装行为。
理论研究则是通过分析和推导数学、物理等理论方法，来深入了解胶体颗粒自组装行为的基本规律。
二、胶体颗粒自组装的基本原理胶体颗粒自组装是由于胶体颗粒之间的长程作用力而形成的，这种力包括范德华力、静电库仑力、双层电晕力等。
这些作用力使得颗粒之间存在一些非随机的相互作用，导致自组装的出现。
近年来，研究者还发现了一些新的促进胶体颗粒自组装的方法，如利用人工DNA纳米技术、光操纵技术等等。
这些方法可以帮助科学家更好地掌握和利用自组装现象，使得其应用范围更加广泛。
三、胶体颗粒自组装的应用1、纳米材料制备利用胶体颗粒自组装技术可以制备出形态复杂、结构独特的纳米材料，以实现新型材料的设计和制备。
同时，胶体颗粒自组装也在纳米传感器、太阳能电池、液晶显示器等领域有着广泛的应用。
2、仿生材料制作胶体颗粒自组装的特殊结构可以用于仿生材料的制作，如仿生光学材料等。
3、医学应用利用胶体颗粒自组装技术可以制备出具有多孔结构的载药材料，以便将药物高效地输送到体内的目标组织或器官中，达到优化治疗效果的目的。
超分子自组装及其在材料制备中的应用研究
超分子自组装及其在材料制备中的应用研究超分子自组装是指分子之间通过非共价键的相互作用，如氢键、范德华力、静电作用等，自发地组装成具有特定结构和功能的超分子体系。
它在化学、生物、材料等领域中都有着广泛应用，包括晶体、纳米材料、功能材料、药物传递体系等。
本文将重点介绍超分子自组装在材料制备中的应用研究。
一、超分子自组装材料的分类超分子自组装材料可以分为有机分子自组装材料、聚合物自组装材料和胶体自组装材料。
有机分子自组装材料指的是由有机分子组成的超分子体系，其组成可以是单个分子或多个分子组成的聚集体。
单个分子组成的有机分子自组装体多为液晶相或其他有序相。
而多个分子组成的聚集体则常常呈现出称为胶态凝胶的非晶态相。
有机分子自组装材料常见的应用是药物传递体系、有机电子器件等领域。
聚合物自组装材料指的是由聚合物分子自组装形成的超分子体系。
其自组装方式除了与有机分子自组装类似的微相分离机制外，还包括静电相互作用、氢键、π-π作用等。
聚合物自组装材料常见的应用是纳米技术、功能材料等领域。
胶体自组装材料是由胶体颗粒自组装成超分子体系。
具有这种结构的材料还称为胶体晶体材料，它在化学、物理、生物和材料学领域均有广泛应用。
典型的胶体材料是微小的胶体颗粒，它们的尺寸通常不超过1微米。
胶体晶体材料在光学、磁性、生物传感和化学反应等方面都有应用价值。
二、超分子自组装材料的制备方法超分子自组装材料的制备方法多种多样。
有机分子自组装材料的制备需要提供有机物质，而聚合物自组装材料的制备则需要提供聚合物，胶体自组装材料则需要提供胶体颗粒。
在有机分子自组装材料的制备中，最常见的方法是采用溶液法制备。
具体操作是将合适的有机物质与溶剂加热混合，使其熔融，然后再慢慢冷却，直到出现液晶相或者胶态凝胶。
除溶液法外，还有熔融温度控制法、溶液反应法、毛细管法等。
在聚合物自组装材料的制备中，最常见的方法是利用自由基聚合的反应条件，在聚合过程中，利用聚合物自组装的特性，形成聚合物自组装体系。
自组装技术在新材料中的应用
自组装技术在新材料中的应用随着科学技术的进步和人类需求的提高，新材料作为经济和技术发展的重要支柱受到越来越多的重视。
自组装技术是近年来在新材料领域中备受关注的一种技术手段，它不仅具有良好的环境适应性和低成本优势，还能够将基础纳米单元组装成复杂结构，为新材料的设计和制造提供了崭新思路。
一、自组装技术的基本原理在介绍自组装技术在新材料中的应用前，我们需要了解自组装技术的基本原理。
自组装是一种自然现象，即基于物质分子间作用力，使分子自发地聚集形成更加复杂的大分子结构和超分子结构的过程。
这种自组装行为早在人们意识到化学现象之前就已经存在于大自然中了，例如晶体、蛋白质、生物膜等。
自组装技术是一种通过控制物质分子间作用来加以调控自组装过程的技术手段。
主要包括三种类型：热力学稳定自组装、溶剂引导自组装和表面诱导自组装。
其中，热力学稳定自组装是利用分子间的疏水作用力自组装成一定形状的结构体，溶剂引导自组装则是通过在合适的溶液中受溶剂或降温等外界作用下使自组装发生，表面诱导自组装则是利用表面的化学反应或拓扑效应来影响各自组装体的分布和排列方式。
二、自组装技术在新材料领域中的应用范围十分广泛，主要包括以下几个方面。
(一) 复杂结构的制备自组装技术具有制备复杂结构材料的优势，可以通过精确控制组成单元之间的相互作用，将基本纳米单元组装成复杂的结构形态，如多层膜、高孔率材料等。
这种结构形态具有优异的物理化学性能，因此在化学传感器、储氢、分离、催化等领域中得到广泛的应用。
(二) 纳米粒子的控制合成自组装技术可以实现精细的纳米颗粒控制合成，例如通过利用分子自组装的亲疏水性进行控制，可以制备出具有特定形状、尺寸和表面修饰的纳米粒子。
这些纳米粒子不仅可以用于制备新型材料，还可以作为载体用于制备更高效的催化、传感等功能材料。
(三) 功能纳米结构材料的制备自组装技术还可以将分子或纳米尺度的物质组装成具有特定功能的材料，如二维点阵、三维纳米结构等材料。
胶体颗粒的自组装与应用
胶体颗粒的自组装与应用胶体颗粒是一种尺寸在纳米和微米之间的颗粒物质，由于其特殊的物理化学性质，在许多领域都有广泛的应用。
胶体颗粒可以自组装成不同形态的结构，如晶体、液晶、胶体等，这些结构具有多种特殊性质，从而有着广泛的应用前景。
一、胶体颗粒的自组装胶体颗粒的自组装首先可以归因于它们的热力学力学性质，如表面张力、分散性和粘度等。
随着温度变化或者化学条件变化，胶体颗粒之间的相互作用会发生变化，从而驱动胶体颗粒自组装。
此外，也可以通过改变溶剂性质或添加表面活性剂等方法，来控制胶体颗粒的自组装。
一般来说，胶体颗粒自组装分为两种类型：一种是通过静电作用形成的胶体颗粒自组装，另一种是通过溶解的方式形成的胶体颗粒自组装。
通过静电作用形成的胶体颗粒自组装即是好像磁铁一样互相吸引相互靠拢形成的。
胶体颗粒通过静电作用会自发地形成一种叫做离子表面修饰胶体的结构，也就是俗称的“表面活性剂化”的结构。
这种胶体颗粒的最大特点是不易凝聚，抗水性好，因而很受欢迎。
通过溶解的方式形成的胶体颗粒自组装，又被称为胶束自组装。
通过溶解的方式形成的胶体颗粒自组装，是在水或其他溶剂中溶解的十分小的胶体颗粒，在特定的条件下，由它们自发地聚集成一种胶状物质，而且其颗粒质量很难测定。
此外，还有一种形成胶体颗粒自组装的方法是通过反相微乎。
这种方法十分新颖，能够组装出各种奇异的胶体结构。
通过反相微乎的方法可以制造出许多纳米级的粒子，然后再使用自组装的方法形成更为复杂的胶体结构。
二、胶体颗粒的应用由于胶体颗粒具有特殊的物理化学性质，因此在各种领域都有着广泛的应用。
1、光学在光学领域，胶体颗粒主要应用于增强荧光和表面增强拉曼，还可以制备光学材料，用于制备反射、透镜、干涉和衍射等光学领域的结构。
2、能源领域在能源领域，胶体颗粒主要应用于改善材料的导电性和热导性能力。
同时，胶体颗粒还可以帮助材料形成复杂的结构，从而改善材料的性能。
3、生物医学在生物医学领域，胶体颗粒可以制造出各种纳米级药物载体，以帮助药物传递到目标位点。
基于自组装的丝素蛋白材料应用研究进展
基于自组装的丝素蛋白材料应用研究进展王蜀;蒋瑜春;刘祖兰;陈丽嫚;杜亚男;张袁松【摘要】分子自组装是当今化学和材料科学发展的前沿，也是孕育先进材料的摇篮。
家蚕丝素蛋白分子是研究大分子自组装的良好材料，近年来研究者对丝素蛋白的自组装进行了诸多研究，从基础理论到应用实践都取得了一定的成效。
本文介绍了丝素蛋白材料分子自组装的应用发展现状与最新的研究进展，包括丝素蛋白的分子自组装方法和应用的研究。
丝素蛋白分子自组装应用的研究，不但可以拓展丝素蛋白的多元化应用，而且会促进新型材料的发展。
%Molecular self-assembly ,the cradle for advanced materials ,is now at the frontier posi-tion of chemistry and materials science .Silk fibroin is a good material for the research of macromolecular self-assembly .In recent years the self-assembly of silk fibroin is widely re-searched ,and some results have been achieved in the respects of basic theory and practical ap-plication .This article describes the current development of the application of the molecular self-assembly of silk fibroin materials and the latest progress in their researches ,including their self-assembly methods and applications .The application research of the self-assembly of silk fibroin molecules can not only expand their diversified applications ,but also promote the development of new materials .【期刊名称】《蚕学通讯》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】7页(P15-21)【关键词】丝素蛋白;自组装;研究进展【作者】王蜀;蒋瑜春;刘祖兰;陈丽嫚;杜亚男;张袁松【作者单位】西南大学纺织服装学院,重庆,400715;西南大学纺织服装学院,重庆,400715;西南大学纺织服装学院,重庆,400715;西南大学纺织服装学院,重庆,400715;西南大学纺织服装学院,重庆,400715;西南大学纺织服装学院,重庆,400715【正文语种】中文自组装（self－assembly），是指基本结构单元（分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。
自组装胶体晶体应用进展
科技 圈向导
２１ 年 １期 ０２ 第 １
自组装胶体晶体应用进展
杨 德 山 吴 云 （ 肥 学 院化 学 与 材 料 工 程 系 安 徽 合 肥 合 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ０ ２ ） ３ ０ ２
【 要】 摘 自组装胶体 晶体能够提供 高性 能的光 学器件 ， 在功能材料 、 光子 晶体和仿生等领域具有 巨大的潜在应用价值 。 本文 简要综述胶 体 晶体研 究进展情况 ． 主要概述胶体 晶体在光子晶体 、 传感 器、 光子纸张、 三维有序 大孔材料、 生物科技 等方面的应用进展。 【 关键词 】 胶体晶体 ； 自组装 ； 制备 ； 应用 ； 进展
胶体晶体是由单分散 的微米或亚微 米无机 或有机 颗粒 （ 也称 胶体 颗粒 ） 形成的具有三维有序结构的一类物质 它的构成 物质是胶体颗 粒 颗粒 的特 征长度一般介 于 １ ｌ０ ｎ － Ｏ ０ｍ之 间。胶体颗粒通过 自组装 形成一维 ． 二维或三维长程有序 的结构 。． 除了受熵 的驱 动， 颗粒 布朗 运动及静 电作用之外． 没有任何成键的作 用力。本 文主要 概述胶 体晶 体 的在光 子晶体 、 传感器 、 光子纸张 、 三维 有序大孔材料 、 生物科 技等 方 面的应用 。 等Ｂ 次提 出光子 晶体的概念 光子 晶体作为一种新型的光学材料 ． 噌 由两种或两 种以上 的电介质在数百 ｎ ｍ尺度上周期排列所形成 。它的 出现将极大地改变传统光学材料和器件 的设计手 法 ． 到 目 为止 使得 前 尚无法实现 的低 阂值激光器 ． 锐角波导等重要光学器件成为可能Ｉ 】 】 】 制作光子 晶体 的难度 在于制作足够小 的不同电介质材料 的点 阵 结构 要控 制光线 ． 点阵单元和排列间距 的大小必须 与光 的波长处于 同一量级 。胶体 晶体在制备光子 晶体方面具有得天独厚 的优 势 ： 首 先， 胶体晶体本身就是两种 电介质做 体粒子 和粒 子间的空气 ） 空间 在 上的三维点阵． 通过调节粒子的粒径可方便地 调节 点阵单元 和排 列间 距大小。 其次 ， 以胶体 晶体为模板所制备的多孔材料 ， 是胶体晶体三维 有序结构的反向（ 或负性） ． 复制 所得 的孔结构是两种 电介质（ 孔壁和孔 材料１ 间上的三维点 阵． 空 通过 调节充填在胶 体晶体模板 中 的材料 种 类和形成胶 体晶体 的单分散粒子的粒径 ． 以方便 地调节孔 壁材料的 可 介电常数和所制备材料 的孔径 ： 最后 ， 也是 最重要 的 ， 可以通过向胶体 晶体粒子间的空隙中或所制备的多孔材料 中充 填其它电介质 材料 ． 提 高胶体粒子 或孔壁材料与所充填材料在介 电常数上 的差异 ． 而形成 从 宽禁带、 禁带 可控和禁带完全的光子晶体旧 Ｂ ｎｏ ｌ ｃ 等ｎ报道以 ＳＯ 体 ａ ｉ 晶体为模 板 ． 通过气相沉积法制备了具有面心立方 结构的硅多孔材料 （ ３ ３ 由于孔壁（ 和孔（ 图 —） 硅） 空气） 电常数 上存在显著差异 ， 在介 该材 料ｆ 有序的孔径为 ９ ０ ｍ 在 波长约为 １５ ｍ 的地方 出现 了完 全 三维 ０ｎ ） １ 禁带 ． 即波长为 ｌ ５ ｍ的光线在该材料 中的传播 完全被禁 止 ． ｔ １ｚ 只能从 特定的管线或缺 陷中通过 ． 因而可用作光子器件 ｌ ｏ 等Ｉ Ｖａ ｖ 一 ｓ 通过改变 三维有序硅多孔材料 的孔径也制备了不同禁带位置 的光子晶体 ｕ ｏ Ｋ ｂ 等［ 】 ６ １ 了向胶体晶体和三维 有序多孔材料 中填充液 晶或偶氮类 染 报道 料． 利用温度升高 和降低时液晶相态 的可逆 变化 ． 或者光照 和无 光照 时偶氮染料顺反结构 的可逆变化 ． 对材料 的禁 带进行调制 ． 制备 了可 用作光开关的光子 晶体
纳米材料的自组装制备技术的研究和应用
纳米材料的自组装制备技术的研究和应用随着科技的不断进步和发展，我们的世界变得越来越小，科学探索的领域也越来越高精尖。
在这样的发展背景下，纳米材料作为一种新型材料，迅速地受到了学术界和产业界的关注。
不论是在新型电子器件、生物医药领域还是环境保护领域，纳米材料都具备着极强的应用价值。
而其中，纳米材料的自组装制备技术更是备受研究者们的青睐。
因为不仅可以利用这种技术实现高效纳米级结构物的制备，同时可以通过将纳米单元按照一定规律或方式组合而成的材料，这种材料与单纯的纳米材料相比，其附加的性质更加丰富和复杂。
纳米材料的自组装制备技术，有着广泛的研究和应用前景。
一、纳米材料的自组装制备技术基本原理纳米材料的自组装制备技术，是指通过分子间具有特定相互作用的纳米粒子，为了极力降低能量，自组装成具有特定结构和性能的纳米级结构物。
该技术的基本原理在于，利用自组装过程中的分子间相互作用来控制纳米单元的聚集形态，从而获得不同尺度、形状和结构的纳米级物质。
其中，分子间相互作用的种类包括但不限于范德华相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、配位键相互作用等，这些相互作用的机理和特性在不同的自组装体系中，可能会有所不同。
但总的来说，这种自组装过程在纳米材料制备中的作用具有不可替代的地位。
二、纳米材料的自组装制备技术的研究现状随着纳米材料研究的发展，各种纳米材料的自组装制备技术已经被提出或部分应用，其中较为成熟的技术包括胶体晶体自组装、界面自组装、自织扩散自组装等，这种技术的发展形成了一些特点鲜明的分支领域。
（一）胶体晶体自组装胶体晶体自组装是通过在稳定胶体颗粒流体的基础上，利用胶体粒子之间的相互作用来自组装出具有特定结构的有序胶体晶体。
该技术有着较为成熟的研究和应用实践，可以制备出具有周期性结构的纳米级三维晶体、二维膜、柱状结构和球形结构。
胶体晶体自组装在新型传感器、光学器件、微纳机械等领域中都有着广泛的应用前景。
（二）界面自组装界面自组装是指在两相界面上吸附、自组装成具有特定功能羧酸盐、十六烷基三甲基溴化铵等分子的技术。
胶体晶体的光学性质及其应用
胶体晶体的光学性质及其应用胶体晶体是一种近年来备受关注的新型材料，因其特殊的光学性质在光电子学等领域具有广泛的应用前景。
本文将从胶体晶体的定义、制备方法、光学性质以及应用等方面进行探讨。
一、胶体晶体的定义和制备方法胶体晶体是由胶体微粒在一定条件下聚集而成的，具有有序的排列结构的物质。
这种结构类似于晶体，因此被称为胶体晶体。
胶体晶体是一种典型的自组装材料，其制备方法通常有两种：一种是浓缩法（如共聚反应、热处理等），另一种是沉积法（如匀胶法、离心法等）。
其中，离心法制备出的胶体晶体质量较好，应用广泛。
二、胶体晶体的光学性质胶体晶体的最突出的特点是其光学性质。
当光线照射到胶体晶体上时，会发生双折射现象，即出现两个不同的折射率。
这种双折射现象是由于胶体微粒间的空间排列出现了周期性而实现的。
由于光的偏振方向和胶体晶体的周期性排列结构具有一定的关联性，因此，当光线在垂直于胶体晶体表面的方向入射时，只有一个偏振方向的光可以穿透到胶体晶体内部。
这种偏振现象被称为布儒斯特角（Brewster angle）。
此外，胶体晶体还表现出一定的衍射现象，即当入射光线照射到胶体晶体上时，会发生衍射和干涉现象，从而产生彩色效应，如彩虹。
这种颜色效应与光的波长、胶体晶体的晶格常数、折射率和空气中的折射率等因素有关。
三、胶体晶体的应用胶体晶体的独特光学性质为其在光电子学等领域的应用提供了广泛的可能性。
1. 偏振光源制备由于胶体晶体具有布儒斯特角特性，可以利用这种特性制备偏振光源。
具体方法为：将偏振给定方向的光线照射到胶体晶体表面上，通过布儒斯特角特性，使得只有已偏振的光可以穿透到胶体晶体内部，并形成偏振光源。
2. 传感器胶体晶体还可以应用于制备各种传感器。
由于胶体晶体的衍射和干涉现象与其晶格常数、折射率和空气中的折射率等因素有关，因此可以利用这种依赖关系制备出各种传感器，如温度传感器、压力传感器、气体传感器等。
3. 光学器件由于胶体晶体的特殊光学性质和周期性排列结构，其在光学器件中具有广泛的应用前景。
导向自组装技术的发展与应用
导向自组装技术的发展与应用随着科技的不断进步，自组装技术在各个领域中的应用越来越广泛。
自组装技术是通过控制分子之间的相互作用使它们自动组装成有特定结构和性能的材料。
因此，导向自组装技术的发展和应用是目前的研究热点。
一、自组装技术的分类自组装技术按照组装方式可以分为两类：自下而上和自上而下。
自下而上的自组装技术是利用分子之间的相互作用力，通过层层组装形成一个完整的结构体系。
自上而下的自组装技术是从一个宏观结构开始，通过催化、削减等方式控制其自组装过程来制备出所需结构。
二、导向自组装技术的发展导向自组装技术是利用生物学、化学等学科原理，通过选择性的控制自组装过程，使所得到的材料具有特定的结构和性能。
近年来，随着纳米材料的应用，导向自组装技术也发展迅速。
导向自组装技术的发展主要经历了以下三个阶段。
1、手工构筑–手工控制分子之间的相互作用力，以制备出具有特定性质的材料。
例如，利用传统的剪切、切割、拼合等工艺对纳米材料进行组装。
2、自组装片段–利用化合物会自动组装的特性，不需要手工控制，已实现多种路线的自组装。
3、构建透明纳米材料–构建由单个分子组成的晶体，使其呈现出透明的性质，可用于制造透明导体、导体染料等产品。
随着导向自组装技术的不断发展，相信很快会出现更多的应用范围。
三、导向自组装技术的应用导向自组装技术在各个领域的应用已经受到越来越多的关注。
下面介绍几个典型的应用场景。
1、制备具有特定功能性质的材料–利用导向自组装技术，可以制备出具有特定功能性质的材料，例如，合成具有特定的光电导性质、生物功能或压敏功能的纳米结构材料。
2、制造微芯片–利用导向自组装技术，可以制造出高精度、高性能的微芯片，使其具有更加可靠的功能性。
3、制造晶体–制造晶体是导向自组装技术的一个重要应用，通过控制其自组装过程，可以使所得到的晶体精确地达到所需的结构和性质。
总体来说，导向自组装技术在领域的应用将越来越广泛，其性能和坚固程度也将越来越高，为我们提供各类材料和产品，同时也为环保和可持续发展提供了新的方案和思路。
二氧化硅微球的制备及其胶体晶体的自组装
二氧化硅微球的制备及其胶体晶体的自组装二氧化硅微球的制备及其胶体晶体的自组装随着科技的不断进步与发展，人们在研究和应用纳米材料方面取得了很多成果。
而作为一种具有极小尺寸和高比表面积的纳米材料，二氧化硅微球在无机材料中具有很高的研究价值。
本文将介绍二氧化硅微球的制备方法和其在胶体晶体自组装方面的应用。
一、二氧化硅微球制备方法1. 模板法模板法是一种常见的制备二氧化硅微球的方法，其主要过程为在模板上沉积硅源，再经高温煅烧使模板炭化后得到二氧化硅微球。
常用的模板有聚苯乙烯微球、氧化膜和软模板等。
该方法制备的二氧化硅微球形态规整、尺寸可控，同时模板的选择也可以决定微球的孔径大小。
2. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种将前驱体溶胶随后凝胶化形成纳米粒子的方法。
该方法将前驱体通过溶解、水解、聚合、组装等过程，形成纳米颗粒，并将溶胶凝胶在一定介质中，最后经过高温煅烧得到二氧化硅微球。
该方法制备的二氧化硅微球具有均匀的孔径分布和可调控的孔径大小。
二、胶体晶体的自组装胶体晶体是一种由微米级球形粒子组成的周期性结构，在材料光学和电学性能方面具有重要应用。
而二氧化硅微球具有高表面积和极小的尺寸，可以在胶体晶体中扮演重要的角色。
1. 原理胶体晶体的自组装主要是利用粒子之间的静电作用、范德华力等相互作用力，将粒子组装成一定的周期性结构。
二氧化硅微球可以通过自组装形成三维六方密排的立方体结构、蜂窝结构或者复杂的结构，具有较好的光学和电学性能。
2. 应用胶体晶体的自组装可以应用于传感器、光电器件、光子带隙材料等领域。
二氧化硅微球自组装的胶体晶体也有广泛的应用。
例如，二氧化硅微球胶体晶体可以制备为光子带隙材料，具有较好的光学性能，可以用于制备高效率的太阳能电池。
此外，还可以将颜色调节剂和荧光染料等杂质引入二氧化硅微球胶体晶体中，制备出多种特性的胶体晶体材料。
总之，二氧化硅微球在制备和应用方面具有很高的研究价值。
其制备方法和胶体晶体的自组装应用对相关领域的深入探究和实际应用都具有十分重要的作用。
胶体粒子的自组装及应用
C.Anisotropic particles with complex morphology
ice cream cone-like or popcorn-like particles
The swelling and phase separation technique can be used for superparamagnetic coreshell particles with anisotropic shapes
Cateห้องสมุดไป่ตู้orized by the type of colloid:
1.Shape-anisotropic particles 2.Chemically patterned particles 3.Internally structured particles
Fig. 1 Schematic diagram of shape-anisotropic, chemically patterned, and internally structured colloidal particles.
Hollow spheres with movable gold cores
Gold
Si
Polymer shell
Hollow microspheres
microcapsules
microballoons
TEM images of nanostructured microspheres for three different ratios of particle size to feature spacing of (a)2.5,(b)3.3,(c)7.0 prepared by microphase separation of a block copolymer-homopolymer blend in an emulsion droplet.
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自组装胶体晶体应用进展
【摘要】自组装胶体晶体能够提供高性能的光学器件，在功能材料、光子晶体和仿生等领域具有巨大的潜在应用价值。
本文简要综述胶体晶体研究进展情况，主要概述胶体晶体在光子晶体、传感器、光子纸张、三维有序大孔材料、生物科技等方面的应用进展。
【关键词】胶体晶体；自组装；制备；应用；进展
胶体晶体是由单分散的微米或亚微米无机或有机颗粒（也称胶体颗粒）形成的具有三维有序结构的一类物质。
它的构成物质是胶体颗粒，颗粒的特征长度一般介于1-1000nm之间。
胶体颗粒通过自组装形成一维，二维或三维长程有序的结构。
.颗粒除了受熵的驱动，布朗运动及静电作用之外，没有任何成键的作用力。
本文主要概述胶体晶体的在光子晶体、传感器、光子纸张、三维有序大孔材料、生物科技等方面的应用。
１．胶体晶体为模板的大孔材料
制备大孔材料最常用的方法是制备核-壳结构的颗粒，然后将核除去。
或制备胶体晶体，用它作模板填充各种材料后，再将胶体颗粒除去。
与其它方法相比，以胶体晶体为模板所制备的大孔材料，最大的特点是其孔结构是三维有序的，是胶体晶体模板的反向(或负性)复制。
这种三维有序孔结构，除保持多孔材料在催化、医药、过滤、吸附等方面的功能外，还因光线在其中发生布拉格衍射，而具有颜色和特殊的光学性能，因而在光学器件和传感器方面有着重要的应用前景。
Sumioka等最近报道了用SiO2胶体晶体作模板，其中充填可聚合的甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体，光引发聚合后再用氢氟酸刻蚀掉SiO2模板，制备了PMMA 三维有序多孔材料，其晶面间距和颜色因材料拉伸而变化，可用作拉敏传感器[1]。
Cassagneau等报道了表面抗体修饰的聚噻吩三维有序多孔材料的颜色和在生物传感器中的应用[3]。
2.胶体晶体的结构颜色
由于胶体晶体具有三维有序的周期性结构，所以像X射线能在离子、原子和分子晶体中发生布拉格衍射一样，可见光(400～700nm)也可在微米、亚微米级的单分散粒子所形成的胶体晶体中发生布拉格衍射，因而使这些材料呈现不同的颜色[3]。
当光线的入射角θ一定时，胶体晶体的颜色（与发生布拉格衍射的可见光的波长λ有关）会随着晶面间距dhkl的变化而变化，利用这种性质，胶体晶体可用作传感器、光子纸等功能器件或材料。
在传感器方面，利用胶体晶体的结构颜色随其晶面间距而变化的性质，Holtz 等报道在胶体晶体粒子间的空隙中充填丙烯酰胺、丙烯酸或其它功能单体，通过聚合、共聚合的方法，制备了能对外界刺激产生颜色响应的智能水凝胶型胶体晶体。
若在水凝胶体系引入对铅离子敏感的冠醚为侧基的聚丙烯酰胺，该胶体晶体水凝胶的晶面间距和颜色会随铅离子浓度而变化，可用作铅离子传感器[4]；若引入温敏功能单体N-异丙基丙烯酰胺，则所形成的胶体晶体水凝胶的晶面间距会随温度而变化，导致颜色的变化也具有温敏性，可用作温度传感器[5]。
Foulger 等[6]报道了填充聚乙二醇的胶体晶体，其晶面间距和颜色随外加载荷而变化，可作压敏传感器。
Fudouzi等[7]报道了利用溶剂(如二甲基硅氧烷,DMS)溶胀嵌入在PS胶体晶体中的甲基硅橡胶(PDMS)，使胶体晶体的晶面间距和颜色发生变化，从而开拓了用无色的溶剂进行彩色书写的光子纸方面的研究。
此外，利用光线在胶体晶体中的布拉格衍射，可以把胶体晶体做成滤光器，它滤掉的是能在胶体晶体中发生布拉格衍射的光，Flaugh等[8]粒径为90nm的单分散PS乳胶颗粒形成的胶体晶体作为滤光介质，研究出一种滤光器，可滤掉拉曼光谱中的瑞利散射峰，从而检测出原来被瑞利散射峰所掩盖的低频吸收峰。
3.胶体晶体与光子晶体
胶体晶体的另一重要用途是制备光子晶体。
1987年，Yablonovitch等[9,10]首次提出光子晶体的概念。
光子晶体作为一种新型的光学材料，由两种或两种以上的电介质在数百nm尺度上周期排列所形成。
它的出现将极大地改变传统光学材料和器件的设计手法，使得到目前为止尚无法实现的低阈值激光器，锐角波导等重要光学器件成为可能[11]。
制作光子晶体的难度在于制作足够小的不同电介质材料的点阵结构。
要控制光线，点阵单元和排列间距的大小必须与光的波长处于同一量级[12]。
胶体晶体在制备光子晶体方面具有得天独厚的优势：首先，胶体晶体本身就是两种电介质(胶体粒子和粒子间的空气) 在空间上的三维点阵，通过调节粒子的粒径可方便地调节点阵单元和排列间距大小。
其次，以胶体晶体为模板所制备的多孔材料，是胶体晶体三维有序结构的反向(或负性)复制，所得的孔结构是两种电介质(孔壁和孔材料)空间上的三维点阵，通过调节充填在胶体晶体模板中的材料种类和形成胶体晶体的单分散粒子的粒径，可以方便地调节孔壁材料的介电常数和所制备材料的孔径；最后，也是最重要的，可以通过向胶体晶体粒子间的空隙中或所制备的多孔材料中充填其它电介质材料，提高胶体粒子或孔壁材料与所充填材料在介电常数上的差异，从而形成宽禁带、禁带可控和禁带完全的光子晶体[13]。
Blanco等[14]报道以SiO2体晶体为模板，通过气相沉积法制备了具有面心立方结构的硅多孔材料（图3-3）。
由于孔壁(硅)和孔(空气)在介电常数上存在显著差异，该材料(三维有序的孔径为900nm)在波长约为115μm的地方出现了完全禁带，即波长为115μm的光线在该材料中的传播完全被禁止，只能从特定的管线或缺陷中通过，因而可用作光子器件。
Vlasov等[15]通过改变三维有序硅多孔材料的孔径也制备了不同禁带位置的光子晶体。
Kubo等[16]报道了向胶体晶体和三维有序多孔材料中填充液晶或偶氮类染料，利用温度升高和降低时液晶相态的可逆变化，或者光照和无光照时偶氮染料顺反结构的可逆变化，对材料的禁带进行调制，制备了可用作光开关的光子晶体。
4.胶体晶体与仿生
人类对胶体晶体进入实质性的研究只有20多年的历史，而古生物的研究表明，生物利用胶体晶体的历史可追溯到5亿年前。
自然界中许多生物体的器官，如昆虫的甲壳（图3-4）、蝴蝶翅膀和孔雀羽毛等，都具有和胶体晶体相同或类似的结构[17,18]，并因此而拥有漂亮的颜色。
生物体中的结构颜色告诉我们，在人类提出胶体晶体的概念之前，生物体就在很好地制备和利用胶体晶体，来展示其漂亮的颜色或构筑保护色和警戒色。
这在生物的进化过程和生命活动中具有十分重要的意义。
利用胶体晶体进行仿生学方面的研究不但能够了解生物界的长期进化过程，而且能够从生物体精巧的自组装中得到启发，为胶体晶体乃至光子晶体的设计和制备提供指导，这是未来胶体晶体研究和发展的重要方向。