近日，南京工业大学化工学院及材料化学工程国家重点实验室陈苏教授课题组在国家自然科学基金重点项目（21736006）和国家重点研发计划(2016YFB0401700)、江苏省高校优势学科建设工程、材料化学工程国家重点实验室基金的支持下，开发了一种高疏水的P(t-BA)光子晶体新方法。此方法巧妙利用疏水单体制备的聚合物微球，其内在的疏水力可驱动高质量光子晶体材料的组装，解决了光子晶体膜难以大面积施工、荧光增强效率低及易开裂等难题。该研究成果发表在国际化学领域顶级期刊Angewandte Chemie International Edition 上。
图1. (a) P(t-BA)乳液的合成、疏水力诱导组装及大面积不开裂光子晶体膜的构筑。(b)微流控构筑Janus微球及磁性显示应用。(c) P(t-BA)光子晶体荧光增强膜的构筑及在背光源的应用。
研究发现一种玻璃化温度低的软单体：丙烯酸叔丁酯单体（t-BA, Tg = 43 ℃），通过无皂乳液聚合的方法制备出P(t-BA)乳液；由于P(t-BA)分子链中具有疏水的叔丁基团，该疏水基团在P(t-BA)乳液组装的过程中能够提供一种疏水的自组装驱动力，从而诱导P(t-BA)的光子晶体膜具有大面积不开裂、结构色明亮及优异的疏水性能；同时，该光子晶体膜具有极高的荧光增强效率（荧光增强效率高达10倍）。此外，作者还巧妙地利用微流控技术在磁场诱导下实现光子晶体微球和Janus微球的微流控组装与构筑，并应用于磁控显示器件上。
该研究获得审稿人高度评价：“This work is interesting, especially, authors reported a ultra-hydrophobic poly(tert-butyl acrylate) (P(t-BA)) photonic crystals (PCs) with relatively lower glass transition temperature (Tg), large area crack-free, excellent hydrophobic property and brilliant structure color. Such method will guide the construction and development of a new kind of polymer PCs.”
此基于疏水基团诱导光子晶体组装的成果对光子晶体自组装规律和新型光子晶体的设计提供了新思路，也拓展与丰富了多维度功能材料组装的制备手段，为光子晶体材料在工业领域应用提供了可能。