一种自适应三色微流道式自适应变色薄膜制造技术

本发明专利技术公开一种自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其采用PDMS软刻蚀及不可逆封接形成，包括由上至下依次叠加设置的三个PDMS基板，分别为第一PDMS基板、第二PDMS基板、第三PDMS基板，所述的三个PDMS基板中均设置有用于供有色溶液流动的微流道，且三个PDMS基板的微流道中的有色溶液颜色均不相同，三个PDMS基板中的微流道两端具有与之相通的进液口和出液口。本发明专利技术依据自然界色彩三原色构成原理，通过不可逆的封接方式，能够实现有色液体在薄膜内部的循环，完成自动、快速、多彩变色功能。多彩变色功能。多彩变色功能。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应三色微流道式自适应变色薄膜


[0001]本专利技术属于变色薄膜
，尤其是涉及一种自适应三色微流道式自适应变色薄膜。

技术介绍

[0002]适应环境自动变色的外层遮挡物有利于隐藏我方目标，因此在商业、军事领域得到广泛应用。而传统的变色功能主要是采用外加电压热源磁场等手段，使得固体感光变色材料的分子结构变化而实现，并广泛应用于变色太阳镜的制作和飞机玻璃，但是无法避免成本高、制备复杂、显色条件苛刻等问题。固体变色材料中研究较多的有热致变色、光致变色和电致变色材料等，可应用于智能蒙皮，其亮度和颜色也会随着背景光的改变而相应地改变，但始终存在着变色速度慢、性能不稳定、诸多技术难以突破等问题。
[0003]近年来，流体变色技术因其独有的简单易得、环境友好、价格低廉，成为了变色隐身领域的研究热点，目前基于流体变色技术应用最为广泛的是液晶变色，但是，液晶变色需要在匹配电路的驱动下才能工作，电流必须是交流式方波，其直流分量不能大于100mV，否则会加速液晶的分解，使之失效；此外，液晶变色装置由于采用玻璃材料，会产生强烈的反光，微流控变色技术因其高可塑性成为流体变色技术的新突破口。目前，微流控变色技术主要应用于变色眼镜充液装置，通过流入、流出单一颜色溶液的方式填充眼镜镜片实现变色，而且要单独配色，每次变色都要完成一次彩色溶液的重新调配，过程繁琐缓慢，需要大量的有色液体的分液结构器皿，不利于颜色多样化的微调，特别是在动态变化的周围环境中，单色层很容易由于色彩单一而出现视觉偏差，让人肉眼感到变色过程虚假生硬，难以融入周围环境，导致自适应变色效果不尽如人意。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中单流道变色材料的变色速度慢、性能不稳定、色彩变化单一等问题，本专利技术的目的是提供一种自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其依据自然界色彩三原色构成原理，通过不可逆的封接方式，能够实现有色液体在薄膜内部的循环，完成自动、快速、多彩变色功能。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其采用PDMS软刻蚀及不可逆封接形成，包括由上至下依次叠加设置的三个PDMS基板，分别为第一PDMS基板、第二PDMS基板、第三PDMS基板，所述的三个PDMS基板中均设置有用于供有色溶液流动的微流道，且三个PDMS基板的微流道中的有色溶液颜色均不相同，三个PDMS基板中的微流道两端具有与之相通的进液口和出液口。
[0006]进一步地，上述的三个PDMS基板中的微流道形状相同或各不相同。
[0007]更进一步地，上述的微流道的形状包括但不限于直线型、曲线型、三叉型、螺旋形，以及依据应用环境变化的各种形状。
[0008]进一步地，上述的三个PDMS基板中的微流道的宽度均为1～100μm。
[0009]更进一步地，上述的三个PDMS基板中的微流道的宽度相同或不相同。
[0010]进一步地，上述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其厚度为0.1mm～2mm，与背景的亮度对比值小于0.2。
[0011]进一步地，上述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其每个PDMS基板还包括用于输送有色溶液至PDMS基板的微流道中的控制驱动装置、以及存储有色溶液的液体存储器，控制驱动装置与液体存储器连接，液体存储器与PDMS基板中的微流道连接。
[0012]上述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜的变色方法，其包括以下步骤：S1、自适应变色薄膜适应周围环境变色时，第一PDMS基板的工作过程为：在控制驱动装置的控制下，相应的液体存储器内的有色溶液输送至第一PDMS基板中设置的微流道内；S2、当第一PDMS基板中的微流道均充满相应的有色溶液后，该层PDMS基板对外显示有色溶液的颜色，完成该色层第一次显色目的；S3、第二PDMS基板、第三PDMS基板的工作过程同步骤S1～S2中的第一PDMS基板的工作过程相同，分别通过相应的液体存储器内的有色溶液达到相应色层快速显色的目的，且第一PDMS基板、第二PDMS基板、第三PDMS基板搭配形成不同的色彩；S4、在控制驱动装置的控制下，将步骤S1～S3中的第一PDMS基板、第二PDMS基板、或/和第三PDMS基板中的微流道内的有色溶液排出后，相应色层恢复原始无色状态。
[0013]上述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜的制备方法，其包括以下步骤：步骤1、微流控模具制作：以感光干膜制作带有微流道结构的微流控模具；步骤2、配液：将液态PDMS硅胶与固化剂按照质量比6:1～3:2进行混合均匀形成PDMS 预聚物；步骤3、将步骤2中充分混合后的PDMS 预聚物覆盖到步骤1中所制作的感光干膜微流控模具表面，然后置于真空箱内抽真空；步骤4、等气泡溢出后，放入60～100℃的干燥箱内加热至固化；步骤5、将固化后的PDMS层从紫外光刻法合成的模具边缘处剥离、揭下，即得到具有微流道结构的PDMS变色薄膜；步骤6、将待封接基底用去离子水清洗，并在高纯氮气流下吹干；然后与步骤5中的PDMS 变色薄膜封接在一起，形成自适应三色微流道式自适应变色薄膜。
[0014]进一步地，上述的步骤1中，微流控模具制作方法为：采用365～402nm LED光源、紫外灯功率200～2000W的高频紫外光源照射，实现光刻胶的曝光，曝光时间＞0.1s，将光刻版上的图形转移到光刻胶上，在光刻胶上制作出0.8um～1um的亚微米图形结构，套准精度误差≤0.5um；静置10～30min 冷却后，放入配置好的碳酸钠水溶液中进行显影；显影后，未经曝光部位的干膜会被显影液溶解，而经过曝光的部位，即流道部位保留下来，形成制作微流控芯片所需要的微流道结构模具。
[0015]进一步地，上述的步骤2中，固化剂为氨基固化剂或酸酐类固化剂。
[0016]更进一步地，上述的氨基固化剂优选为二乙基甲苯二胺或间苯二甲胺；酸酐类固化剂优选为邻苯二甲酸酐、四溴苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐中的一种。
[0017]由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性：
该自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其能够实现有色液体在薄膜内部的循环，完成自动、快速、多彩变色功能，且整个微流道内微流体的体积小、重量轻，总质量低于400g，因此对运动物体的运动速度影响较小，既适用于静态变色，也适用于机动变色；该自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其结构简单，易于制作，生产成本低，快速便捷，使目标在颜色、温度、亮度、纹理等特征上始终能够与周围背景融为一体，微流控自适应变色技术是通过感知周围环境变化从而改变颜色，调节亮度，使之与环境相融，降低被发现的概率；相较于传统的遮障变色、仿形变色以及植被恢复变色等技术，自适应变色能够自动收集提取目标周围环境数据，快速改变自身特性，消除目标的暴露特征。
[0018]该自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其相对于单层流道式变色膜，对于变色薄膜的色彩表达及隐身效果的提高都有巨大改善作用：1、有利于克服视觉惰性带来的图像显示效果失真；当单层流道式薄膜色彩变化速度过低时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其特征是：其采用PDMS软刻蚀及不可逆封接形成，包括由上至下依次叠加设置的三个PDMS基板，分别为第一PDMS基板、第二PDMS基板、第三PDMS基板，所述的三个PDMS基板中均设置有用于供有色溶液流动的微流道，且三个PDMS基板的微流道中的有色溶液颜色均不相同，三个PDMS基板中的微流道两端具有与之相通的进液口和出液口。2.根据权利要求1所述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其特征是：其三个PDMS基板中的微流道形状相同或各不相同。3.根据权利要求1所述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其特征是：其微流道的形状包括但不限于直线型、曲线型、三叉型、螺旋形。4.根据权利要求2所述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其特征是：其三个PDMS基板中的微流道的宽度均为1～100μm；三个PDMS基板中的微流道的宽度相同或不相同。5.根据权利要求1所述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其特征是：其厚度为0.1mm～2mm，与背景的亮度对比值小于0.2。6.根据权利要求1所述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜，其特征是：其每个PDMS基板还包括用于输送有色溶液至PDMS基板的微流道中的控制驱动装置、以及存储有色溶液的液体存储器，控制驱动装置与液体存储器连接，液体存储器与PDMS基板中的微流道连接。7.一种权利要求1～6中任一权利要求所述的自适应三色微流道式自适应变色薄膜的变色方法，其特征是：其包括以下步骤：S1、自适应变色薄膜适应周围环境变色时，第一PDMS基板的工作过程为：在控制驱动装置的控制下，相应的液体存储器内的有色溶液输送至第一PDMS基板中设置的微流道内；S2、当第一PDMS基板中的微流道均充满相应的有色溶液后，该层PDMS基板对外显示有色溶液的颜色，完成该色层第一次显色目的；S3、第二PDMS基板、第三PDMS基板的工作过程同步骤S1～S2中的第一PDMS基板的工作过程相同，分别通过相应的液体存...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大峰，胡玮，寇钢，刘国权，马栋良，李松晶，陈昌兵，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所，
类型：发明
国别省市：