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基于棒状纤维素纳米晶(CNC)组装结构的光学材料结构色因光信号饱和度高且色域广而被广泛关注。这种结构色不会被光漂白和聚集淬灭等发光材料常受到的限制影响,且存在应力或环境作用下刺激响应的潜力,这些特性奠定了CNC组装结构光学特性材料在未来光学信息工程中的核心价值。然而,CNC表面高电荷密度导致组装结构易产生手性而导致材料具有彩虹结构色。这种彩虹色的衍射波长对检测角和检测位置非常敏感,尤其是CNC组装结构的组装周期过小时,CNC基的光学膜结构色变化极快,严重提高了CNC组装结构所携带信息的识别难度,使信息容易被误读。而在CNC组装结构上引入荧光基团或量子点等荧光物质,虽可避免结构色影响并产生高量子效率的单色光,但也失去CNC组装结构色的优势。为实现消除CNC组装结构的手性和虹彩色并形成单结构色和固态发光,本课题设计了将CNC在单一维度下进行定向组装的方法,研究了CNC定向阵列结构构建方法。并研究了CNC阵列结构对CNC与光子的非弹性碰撞引发的Stokes散射增强机理,阐明了CNC定向组装结构的固态发光原理及其变化规律。进而基于图案化技术研究了CNC光学膜的信息编码能力,并利用发光谱的调节研究了编码信息的光学隐匿条件。同时,本课题研究了CNC与柔性基底完成共组装的能力,阐明了CNC定向阵列结构的发光特性对力学刺激的响应规律。基于溶剂蒸发诱导垂直组装的CNC阵列结构手性消除程度可通过组装前处理(超声、浓度调节)、组装条件(温度)和CNC表面化学结构调节予以控制。实现了定向组装的CNC阵列结构被光照时,若入射光的波长与阵列的布拉格衍射波长相等,CNC将与光子发生强烈的非弹性碰撞并实现固态光致发光,发光量子效率高达13%。合适的CNC长度和表面化学结构则可将固态发光的激发波长引入紫外区,进而在将CNC组装结构图案化后,图案所携带信息自然隐匿于可见光下,并在特定紫外光照下实现信息读取。为了解决CNC自组装结构柔韧性不足的问题,将CNC与海藻酸钠共组装,可保持CNC定向组装和固态发光的能力。在应力作用下,共组装膜可发生伸长率达40%的形变。形变过程中的塑性形变提高CNC组装结构有效折射率,使CNC阵列结构的激发峰蓝移了,并引发了发光谱形貌的变化。本研究实现了CNC组装结构的手性消除,去除了导致CNC光学膜信息易被误读的彩虹色;并通过研究CNC定向阵列的固态光致发光特性,构建了图案化CNC光学膜信息隐匿方法;进而研究了CNC与柔性基底共组装时的手性消除规律,制备了能对响应力学刺激的CNC/海藻酸钠共组装膜。这一系列工作为棒状纳米颗粒的组装诱导发光现象奠定了理论基础,也将显著促进CNC这一类生物质材料在信息保护及光学传感领域的发展。