文 献 综 述

1.形状记忆聚合物

形状记忆聚合物是指具有初始形状的制品在一定条件下改变其初始条件并固定后，通过外界条件（热、电、光、化学感应等）的刺激又可恢复其初始形状的高分子材料^[1]。形状记忆聚合物相比记忆合金，具有价格低廉，易于加工，记忆恢复温度范围更宽等特点^[2]。

SMP形状记忆功能主要来源于材料内部存在不完全相容的两相，即保持成型制品形状的网络节点和随温度变化会发软化、硬化可逆变化的转换相。网络节点的作用是确保形状记忆聚合物回复到初始形状；而形状变形和临时形状的固定依靠转换相来完成。保持外力作用下的变形状态并冷却到转换相相转变温度以下发生”冻结”导致其力学性能发生变化^[3]

形状记忆聚合物的形状记忆效应是一种聚合物材料通过一定方式的加工和处理所得到的特殊行为^[4]。形状记忆聚合物目前已经被应用于多个领域，主要集中在医疗器械方面，如可降解的手术缝合线、制动器、智能支架和导管。形状记忆聚合物作为自折叠材料，可用于机器人的执行和传感器^[5,6]。按照形状回复的激发方式，形状记忆聚合物可以被分为热致型、电致型、光致型和其它化学感应型^[7]。热致型形状记忆聚合物种类较多，通过温度的改变能够实现其形状变换，这类聚合物材料性能选择范围宽，可以满足较多场合的需要^[8]。多种功能材料复合及分子整合技术。例如SMPs 与形状记忆合金( SMA) 混合，材料的形状记忆综合性能、热机械性能都有所提高^［9］，在形状记忆高分子的基体上混合片状硅后，明显改善了材料的机械及形状记忆性能^［10］。

热固性SMP是将聚合物加温到熔点(Tm)以上和交联剂共混，接着在模具里进行交联反应并确定一次形状，冷却结晶后即得到初始态。其化学交联结构为网络节点，结晶相为转换相。当温度升高至Tm以上时，转换相熔融软化。在外力的作用下可做成任意的形状，保持外力并冷却固定。使分子链沿外力方向取向冻结得到变形态。当温度再升高至Tm以上时，转换相分子链在熵弹性作用下发生自然卷曲，直至达到热力学平衡状态，从而发生形状回复，记忆一次形状。

热致型SMP回复刺激手段主要有：热能、光能、电能等。其中热能刺激手段回复方法是靠通热水或吹热风。以导热和对流的方对材料实施加热。这种方法设备及操作简单。但前者存在适用环境局限性大，后者存在加热温度场受风向影响大，加热不均匀，导致制品收缩也不均匀。对于热致型SMP必须满足3个要求：1)特定条件下能发生一定形变；2)该形变在室温下能大部分固定；3)在特定条件下基本能回复原状。因此，衡量SMP形状记忆效果的优劣，可用形状回复率、形状固定率、形变量、形状回复速度等指标评价。就形状记忆原理可以推测，转换相对SMP的形变特性影响较大，网络节点对形状恢复特性影响较大。转换相分子链的柔韧性增大，SMP形变量就相应提高。热固性SMP同热塑性SMP相比，形状恢复的速度快、精度高、应力大，但形变量小，不可回收再利用。

将在EVA表面构筑永久的微米级别光栅结构，再对其结构表面进行临时形状赋予以得到平整表面，或对EVA样品赋予一定程度的临时应变，以此分别改变光栅高度或光栅参数；本项目将研究初始形状、临时形状、以及完全回复形状下EVA反射光栅对自然光的色散能力，以及特定波长垂直入射光的衍射效率和衍射角度。掺杂螺吡喃的乙烯-醋酸乙烯（EVA）共聚物显示出高效的紫外光激励形状记忆行为^[11]，用这种共聚物做成的薄片通过光诱导塑化作为光活化形状记忆聚合物（LASMPs），光激励的螺吡喃作为EVA的增塑剂。

2.光栅结构制备

光栅简单原理就像是手电筒对着手指投影到对面墙壁，看到的图形，只是一个是微光一个是宏光制作。当前，通过采用激光全息干涉法^[12]制作的全息纳米光栅在许多领域得到广泛应用。任何一个具有空间周期性的衍射的光学元件都可以称作光栅。当光栅常数d和入射角给定时，对于不同的波长的光会被衍射到不同的β角方向，这就是光栅分光作用。这些被分光后的光束经聚焦后就成为按波长排列的狭缝像一光谱线。光栅分光后，在每一级光谱中间的能量分别取决于光栅刻槽的微观形状。因此在反射光栅中，可以控制刻槽平面就好像一面镜子和光栅平面之间的夹角，使每个刻槽平面就好像一面镜子把光能高度集中到一个方向去，这种方法叫做闪耀。衍射方向的波长即从光栅上衍射的方向恰好的槽面反射光的方向的那个波长。光栅的基本性质主要有：偏振、色散、分束和相位匹配等，关于光栅的大多数的应用都是建立在这四种性质上的^[13]。