There is a considerable interest in developing bioactive papers with active recognition and/or functional capabilities. Despite their distinct portability and practicability, direct sensing or recognition platform are often restricted to precisely aligned components or specific reactions. Motivated by photonic band gap materials, a non-specific color can be obtained by controlling ordered structures and further applied as an optical indicator for biosensing. In this work, polymerized colloidal crystal arrays (PCCAs) were for the first time integrated with a paper support. Since the continuous hydrogel phase can change and recover its volume by reversible hydration, the accompanying change in crystal lattice spacing imparts a visible color change due to Bragg diffraction. This material also possesses excellent salt anti-interference, extended cycling performance, and robust mechanical properties. Compared to other rigid substrates, only PCCAs on paper exhibit significant color change between the dry and hydrated states. These characteristics make paper-based polymerized colloidal crystal arrays (PB-PCCAs) promising for a new generation of sensing and anti-falsification applications. A future challenge is to develop optical changes that correspond to specific molecular recognition, perhaps by decorating the hydrogel or particles with functional groups. / Il y a un intérêt considérable dans le développement des papiers bioactifs avec des reconnaissances actives et/ou des capacités fonctionnelles. Malgré leur distinctions sur la portabilité et la praticabilité, la détection directe ou la plate-forme de reconnaissance sont souvent restreint avec composants précisément alignés ou aux réactions spécifiques. Motivé des matériaux la bande photonique écartée, une couleur non spécifiques peut être obtenue en contrôlant des structures ordonnés et d'un indicateur optique plus appliqué pour biosensing. Dans ce travail, les baies polymérisées du cristal colloïdal (PCCAs) ont été intégrée pour la première fois avec un support papier. Depuis la phase hydrogel continue peut modifier et restaurer son volume par hydratation réversible, le changement d'accompagnement en treillis de cristal en espace apporte une modification de la couleur visible en raison de la diffraction Bragg. Ce matériau possède également de l'excellente anti-interférence de sel, des performances étendues de cyclisme et des propriétés mécaniques robustes. Seul le PCCAs sur papier, par rapport aux autres substrats rigides, présentent des changements significatifs de couleur entre les états secs et hydratées. Ces caractéristiques rendent les baies polymérisées du cristal colloïdal sur papier (PB-PCCAs) prometteur pour une nouvelle génération d'applications de télédétection et anti-falsification. Un défi futur est de développer des modifications optiques qui correspondent à des reconnaissances de molécules spécifiques, peut-être par l'hydrogel ou particules avec les groupes fonctionnels de la décoration.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.97216 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Li, Mohan |
| Contributors | Reghan James Hill (Internal/Supervisor), Theodorus G Van de Ven (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Chemical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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