一种低角度依赖性的光子晶体结构色材料及其制备方法技术

技术编号：41150873 阅读：8 留言：0更新日期：2024-04-30 18:17

本发明专利技术公开了一种低角度依赖性的光子晶体结构色材料及其制备方法，包括：将纳米微球加入无水乙醇中，超声分散，制得纳米微球悬浮液；采用重力沉降法将纳米微球悬浮液制备成光子晶体结构色薄膜；将光子晶体结构色薄膜进行研磨，得到光子晶体结构色薄膜粉末；将光子晶体结构色薄膜粉末分散在无水乙醇中，制得光子晶体悬浮液；将光子晶体悬浮液进行超声处理；取超声处理后的悬浮液并置于玻璃基材表面，进行干燥胶体粒子自组装，制得低角度依赖性的光子晶体结构色材料。本发明专利技术仅使用单粒径的纳米颗粒就可获得低角度依赖性的光子晶体结构色薄膜，与现有的掺杂法、喷涂法相比，这种方法更加简单、易操作、高效，利于在染色方面的应用。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光子晶体结构色薄膜材料领域，具体涉及一种低角度依赖性的光子晶体结构色材料及其制备方法。

技术介绍

1、颜色有两个主要来源，分别是化学色和结构色。化学色是发色团和助色团等化学基团吸收特定频率的光，使电子在分子轨道间跃迁，释放出不同频率的光子而展现出的颜色，容易随时间变化或光照下褪色。与化学色不同，结构色的物体表面具有光学尺度的微纳结构，可以与光相互作用产生的反射、折射、散射、衍射和干涉等光学效应，从而产生亮丽的色彩。正是由于结构色的色彩鲜艳且不褪色的特点引起了研究学者的广泛关注。

2、结构色分为光子晶体结构色和非晶光子晶体结构色。但由于光子晶体的周期性排列结构，使产生的颜色具有角度依赖的特性，这使得结构色材料在纺织，染料，显像等领域的应用受到了一定的限制。而非晶光子晶体结构是光子晶体的特殊的缺陷态结构，可产生不受观察角度影响的结构色，在纺织领域有着广泛的潜在应用。

3、现有的制备非晶光子晶体结构色的方法主要采用喷涂法、掺杂法、核壳结构法、丝网印刷法等。虽然，目前对制备非晶光子晶体结构色的方法的研究已经有很多，但仍然存在一些问题，例如喷涂法制备结构色时，喷枪易发生堵塞；掺杂法制备时，需要至少两种不同粒径的材料；构建核壳结构法操作起来比较复杂，不利于大批量制备；丝网印刷法制备时，对悬浮液的粘稠度要求很高，这些都限制了非晶光子晶体结构色的工业化应用。

技术实现思路

1、本专利技术的一个目的是提供一种低角度依赖性的光子晶体结构色材料的制备方法。

<p>2、本专利技术的另一目的是提供上述方法制备的低角度依赖性的光子晶体结构色材料。

3、为此，本专利技术采用以下技术方案：

4、一种低角度依赖性的光子晶体结构色材料的制备方法，包括以下步骤：

5、s1，将纳米微球加入无水乙醇中，超声分散，制得浓度为20-30mg/ml的纳米微球悬浮液；

6、s2，采用重力沉降法将s1得到的纳米微球悬浮液制备成光子晶体结构色薄膜；

7、s3，将s2得到的光子晶体结构色薄膜进行研磨，得到光子晶体结构色薄膜粉末，所述光子晶体结构色薄膜粉末的粒径为407～523nm；

8、s4，将s3得到的光子晶体结构色薄膜粉末分散在无水乙醇中，制得浓度为20-30mg/ml的光子晶体悬浮液；

9、s5，将s4得到的光子晶体悬浮液进行超声处理；

10、s6，取s5超声处理后的悬浮液并置于玻璃基材表面，并放入温度稳定的烘箱中进行干燥胶体粒子自组装，制得低角度依赖性的光子晶体结构色材料。

11、在s1中，所述纳米微球为sio2、ps或tio2纳米微球，纳米微球粒径均匀，粒径为198-314nm。

12、在s1中，所述纳米微球的粒径分散系数(pdi)＜0.1。

13、在s1中，所述超声分散的时间为50-90min。

14、在s3中，所述研磨的时间为30-40min。

15、在s5中，所述超声时间为50-60min。

16、在s6中，所述烘箱的温度为40-60℃。

17、在s6中，悬浮液的体积为4ml。

18、本专利技术通过将一种粒径的纳米小球结构色薄膜进行再分散来制备低角度依赖的光子晶体结构色材料。本专利技术通过重力沉降法制备出光子晶体结构色薄膜，最后通过再分散法将光子晶体结构色薄膜研磨、分散、超声、干燥胶体粒子自组装，制备出低角度依赖性的光子晶体结构色材料。

19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：

20、1.本专利技术仅使用单粒径的纳米颗粒就可获得低角度依赖性的光子晶体结构色薄膜，与现有的掺杂法、喷涂法相比，这种方法更加简单、易操作、高效，利于在染色方面的应用。

21、2.本专利技术的方法不仅适用于sio2，还适用于其它纳米微球，如二氧化钛(tio2)、聚苯乙烯(ps)等均匀微球，因此，有望实现光子晶体结构色的工业化生产。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低角度依赖性的光子晶体结构色材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述纳米微球为SiO2、PS或TiO2纳米微球，纳米微球粒径均匀，粒径为198-314nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述纳米微球的粒径分散系数(PDI)＜0.1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，超声分散的时间为50-90min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，研磨时间为30-40min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述超声时间为50-60min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中，所述烘箱的温度为40-60℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中，所述悬浮液的体积为4ml。

【技术特征摘要】

1.一种低角度依赖性的光子晶体结构色材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述纳米微球为sio2、ps或tio2纳米微球，纳米微球粒径均匀，粒径为198-314nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述纳米微球的粒径分散系数(pdi)＜0.1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟洪，李月佳，陈凯凯，孙光武，潘斌杰，田红柳，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人