利用多材料直写3D打印制备磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件的方法及产品技术

本发明专利技术公开了一种利用多材料直写3D打印制备磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件的方法及产品。该方法包括：将超顺磁性纳米粒子分散于非挥发性醇溶剂中形成光子晶体胶体混合液后与橡胶状弹性体机械搅拌混合，光子晶体嵌入到橡胶状弹性体中形成微乳液滴，得到橡胶状弹性体复合打印浆料；以矿物油—气相二氧化硅纳米颗粒悬浮液为支撑，利用生物打印机直写3D打印得到磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件。本发明专利技术依靠直写3D打印，可成型形状各异构件，不受模板限制；依靠外磁场调控实现双响应，可实现无接触调控；制备方法简便，成本低，结构颜色保持时间久，可反复使用，在信息加密和商品防伪中有明显优势。

【技术实现步骤摘要】
利用多材料直写3D打印制备磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件的方法及产品
本专利技术涉及3D打印多功能响应构件领域，具体涉及一种利用多材料直写3D打印制备磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件的方法及产品。
技术介绍
受自然界启发，模仿制造生物结构、功能和生化过程并应用到材料设计方面，实现结构和功能一体化制造成为材料及制造领域的重要研究前沿，增材制造(3D打印)为操纵和模仿自然界中固有的多尺度，多材料和多功能结构创造了新的方法。根据仿生结构的启发，3D打印在功能性方面的应用分为力学增强结构和变形结构；受湿度、热、光触发形状变化结构；界面结构的3D打印；仿生电子设备的应用以及受蝴蝶翅膀、蝇眼等启发的光学方面应用，因此基于仿生结构于光学的应用引出环境友好的结构颜色。结构颜色源自其纳米周期性结构，被称为光子晶体(PC)，光子晶体是一种周期性的介电材料，具有光子带隙，可以抑制特定频率的光传播。目前合成光子的技术有以下几种方法：光刻技术可以生产出精密的光子晶体，但需要专门的设备，成本较高；多种材料的共挤出、纤维拉伸或逐层沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用多材料直写3D打印制备磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件的方法，其特征在于，包括步骤：/n(1)将超顺磁性纳米粒子分散于非挥发性醇溶剂中形成光子晶体胶体混合液，然后与橡胶状弹性体机械搅拌混合，所述光子晶体嵌入到所述橡胶状弹性体中形成微乳液滴，得到橡胶状弹性体复合打印浆料；/n(2)以矿物油—气相二氧化硅纳米颗粒悬浮液作为支撑，利用生物打印机直写3D打印得到磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用多材料直写3D打印制备磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件的方法，其特征在于，包括步骤：
(1)将超顺磁性纳米粒子分散于非挥发性醇溶剂中形成光子晶体胶体混合液，然后与橡胶状弹性体机械搅拌混合，所述光子晶体嵌入到所述橡胶状弹性体中形成微乳液滴，得到橡胶状弹性体复合打印浆料；
(2)以矿物油—气相二氧化硅纳米颗粒悬浮液作为支撑，利用生物打印机直写3D打印得到磁场调控的仿生结构色和力学性能双响应构件。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中：
所述超顺磁性纳米粒子包括四氧化三铁、二氧化硅包覆的四氧化三铁、碳包覆的四氧化三铁、二氧化硅包覆经过有机物修饰的四氧化三铁中的至少一种，粒径为50～200nm；
所述非挥发性醇溶剂包括乙二醇、聚乙二醇、甘油以及其它不易挥发的含有四碳或五碳的直链或支链的烷醇中的至少一种；
所述光子晶体胶体混合液中，所述超顺磁性纳米粒子的浓度为5～40g/L；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙爱华，马思维，叶震宇，储成义，张帝伟，高青青，李志祥，程昱川，郭建军，许高杰，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33