我國科研人員制備折射率高度可調(diào)諧的新型光學材料

北京化工大學和京東方科技集團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)諧的透明有機無機復合光學膠材料。相關(guān)成果論文近日發(fā)表于《工程（英文）》。

早期的光學元件原材料以玻璃為主，近年來，有機樹脂基光學材料因易成型、重量輕、成本低等優(yōu)勢發(fā)展迅速。然而，目前商品化的有機光學樹脂，往往受限于有機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。

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

研發(fā)團隊基于丙烯酸樹脂基紫外光固化光學膠的分子結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合光電顯示器件中的實際應用需求，通過二氧化鈦納米粒子制備及其與丙烯酸樹脂復合過程優(yōu)化，研發(fā)出高透明、高折射率的光學膠材料。

研發(fā)人員利用電子顯微鏡成像和原子力顯微鏡分析測試復合材料的微觀結(jié)構(gòu)，證實二氧化鈦納米粒子均勻地分散在復合材料中，固化成膜后的片材具有良好平整度。當二氧化鈦在復合光學膠中的質(zhì)量分數(shù)為30質(zhì)量百分比時，復合材料的折射率可達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2.0，同時在可見光范圍內(nèi)保持98%以上的高透明度和小于0.05%的低霧度，且通過壓印工藝能進一步實現(xiàn)光學微結(jié)構(gòu)的精密加工，可用于制作新型顯示導光板等光學元件。在論文中，研發(fā)人員展示的利用新型光學膠制造的微棱鏡型導光膜片，可有效提高照明度并降低能量消耗。未來，該成果有望在精準醫(yī)療、健康照明和新型顯示產(chǎn)品等領(lǐng)域得到廣泛應用。

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