The invention discloses a preparation method of an opal photonic crystal, which comprises the following steps: (1) colloidal microspheres dispersed in polar solvent, colloidal suspension to obtain concentration range of 0.1% 5%, ultrasonic dispersion, obtained colloidal solution, standby; (2) the solution of the colloidal microspheres configured into a reaction vessel, vertically inserted into the substrate by hydrophilic treatment, then the reaction vessel in a vacuum drying box set, vacuum drying oven temperature 30 boiling point of 90 DEG C, and the temperature is not higher than the corresponding solvent colloidal microspheres solution, temperature stability, vacuum pumping into a vacuum drying box state; (3) colloidal microspheres self-assembly of colloidal microspheres by capillary force and electrostatic repulsion on the substrate accumulation of self-assembled structured periodic arrangement, namely opal photonic crystal Body. The invention has the advantages of fast preparation speed, good product stability, simple preparation process and easy operation.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光子晶体的制备领域,具体是指一种蛋白石光子晶体的快速制备方法。
技术介绍
光子晶体是指由不同介电常数(折射率)的电介质材料在空间上呈周期性排列而构成的晶体结构。光子晶体一种新兴的纳米结构功能材料,在许多领域都存在重要的研究和应用价值。根据。根据光结构的不同,光子晶体可分为蛋白石结构、反蛋白石结构和复合结构三种,其中蛋白石结构光子晶体(也称为蛋白石光子晶体)最为常见,应用也最广泛。二氧化硅蛋白石光子晶体是蛋白石光子晶体的典型代表,最受人们的关注。目前蛋白石光子晶体人工制备的方法繁多,其中垂直沉降自组装方法由于操作简单、成本低,而且厚度容易控制因而被广泛采用(参见ChemistryofMaterials,1999,11:2132-2140和AdvancedMaterials,2004,16:1393-1399)。但是,传统的垂直沉降自组装方法制备蛋白石光子晶体存在一个明显的缺陷,就是花费时间长,短则数十小时,长则数十天,制备效率低。同时,制备时间长又导致制备过程中温度湿度发生变化、周边振动频繁,因而导致制备得到的蛋白石光子晶体结构和性能不稳定。因此,对传统的垂直沉积自组装法进行改进,开发快速的蛋白石光子晶体制备方法是解决上述问题的关键。目前,通过检索,在快速蛋白石光子晶体制备方面的尝试有:(1)刮涂法,参见中国专利申请号CN201310147021.1所示的一种快速制备大面积蛋白石结构光子晶体的方法;(2)预凝胶法,参见中国专利申请号CN201511003088.3所示的一种凝胶光子晶体的快速制备方法;(3)沸点法,参见刘建树.光子晶体材料的制 ...
【技术保护点】
一种蛋白石光子晶体的快速制备方法,其特征在于包括以下步骤:将二氧化硅胶体微球分散在极性溶剂中,获得浓度范围0.1wt%‑5wt%的胶体微球悬浮液,超声分散均匀,获得胶体微球溶液,备用;将所述配置好的胶体微球溶液倒入反应容器中,垂直插入经亲水处理的基片,然后将反应容器移入真空干燥箱中,设置真空干燥箱的温度30‑90℃,且该温度不高于胶体微球溶液的对应溶剂的沸点,温度稳定后,将真空干燥箱抽气成压强为1.333×10‑1—1.333×10‑6Pa的高真空状态;胶体微球自组装,胶体微球溶液中的溶剂在真空条件下发生蒸发,随着液面下降,胶体微球依靠毛细管力和静电斥力作用在基片上堆积自组装形成周期性排列的规整结构,即为蛋白石光子晶体。
【技术特征摘要】
1.一种蛋白石光子晶体的快速制备方法,其特征在于包括以下步骤:将二氧化硅胶体微球分散在极性溶剂中,获得浓度范围0.1wt%-5wt%的胶体微球悬浮液,超声分散均匀,获得胶体微球溶液,备用;将所述配置好的胶体微球溶液倒入反应容器中,垂直插入经亲水处理的基片,然后将反应容器移入真空干燥箱中,设置真空干燥箱的温度30-90℃,且该温度不高于胶体微球溶液的对应溶剂的沸点,温度稳定后,将真空干燥箱抽气成压强为1.333×10-1—1.333×10-6Pa的高真空状态;胶体微球自组装,胶体微球溶液中的溶剂在真空条件下发生蒸发,随着液面下降,...
【专利技术属性】
技术研发人员:林振坤,邵成钢,苏宇,贾银行,齐金霞,张雪梅,黄智慧,胡晨晨,杨梦佳,
申请(专利权)人:温州医科大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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