二维、三维胶体晶体的制备方法技术

一种二维、三维胶体晶体的制备方法，在一个两平板平行间隔的空间内，设有一个三面密封、一端开口的微腔系统，先将胶体悬浊液注入微腔内。然后微腔系统开口向斜下方，由于微球的重力大于悬浊液对其的浮力，微球首先在微腔的一个衬底上形成一无序密排结构，然后利用微腔内的胶体悬浊液从开口向内部的干燥过程中，即液面从微腔的开口位置不断向内移动的过程中，微球在其表面张力的二次作用下自组织而形成有序结构。本发明专利技术技术工艺简单，制备周期短，效率高，能制备出大面积的、高质量的二维和三维长程有序结构的胶体晶体。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种胶体晶体材料的制备，特别是通过重力作用下的自组装和液体的表面张力的双重作用，将大质量的胶体微球(特别是针对直径大于1微米的二氧化硅微球)排列成六角密堆的单层(二维)及面心立方的多层(三维)结构胶体晶体的方法。
技术介绍
对利用单分散的、微米或者亚微米的胶体微球组成的二维和三维胶体晶体的研究，不仅具有重要的科学研究价值，而且也具有重要的实用价值。例如，可以作为模板来制备高度有序的多孔材料、作为前体来制备高强度的陶瓷。此外，由于胶体晶体具有特殊的光学衍射特性以及存在着光子带隙，使得这类材料可用来制备滤光片、光学开关、化学和生物传感器以及光学集成芯片等。通过十多年的研究，人们已经发展了多种方法使得胶体微球形成有序的胶体晶体。这些制备技术往往借助于胶体微球在某些特定力的作用下所发生的自组装过程。总结起来，这些方法可以分为重力驱动下的沉积、静电力驱动下的沉积、外加电场诱导沉积、压模技术、垂直沉积、图案外延生长技术等等。附图说明图1A显示了纯粹在重力场作用下的沉积示意图，参见K.E.Davis，W.B.Russel，W.J.Glantschnig，Sicence 1989，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维、三维胶体晶体的制备方法，其特征是在一个两平板平行间隔的空间内，设有一个三面密封、一端开口的微腔系统，先将胶体悬浊液注入微腔内。然后微腔系统开口向斜下方，由于微球的重力大于悬浊液对其的浮力，微球首先在微腔的一个衬底上形成一无序密排结构，然后利用微腔内的胶体悬浊液从开口向内部的干燥过程中，即液面从微腔的开口位置不断向内移动的过程中，微球在其表面张力的二次作用下自组织而形成有序结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王振林，董晗，陈卓，詹鹏，董雯，刘俊兵，闵乃本，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]