[发明专利]磁响应光子晶体防伪标识及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能型光子晶体技术领域，尤其涉及一种磁响应光子晶体防伪标识及其制备方法。

背景技术

光子晶体是一种具有光子带隙结构的周期性电介质材料，可以对光的传播方向进行有效地调控，具有类似于电子半导体的性质。自1987年由Yablonovitch（Yablonovitch E.Phys.Rev.Lett.,1987,58:2059~2061.）和John（John S.Phys.Rev.Lett.,1987,58:2486~2488.）等提出光子晶体概念以后，光子晶体的研究收到了极大的关注，并得到了迅速的发展。光子晶体又被称为光学半导体，其被认为是未来光子工业的材料接触，在各类光学器件、光导纤维通讯和光子计算等领域具有广阔的应用前景。

带隙可调制光子晶体材料是一类通过调节自身光子带隙结构对外场刺激做出响应的光子晶体材料，又叫做功能性光子晶体材料或响应性光子晶体材料。响应性光子晶体是带隙结构对外界环境的变化具有响应性的光子晶体，自1997年Asher等开发了新型的光子晶体化学智能传感材料以来，响应不同外界环境的光子晶体材料的研究工作逐渐地开展。根据外界环境不同，响应性光子晶体从宏观上可简单地分为化学响应性、物理响应性（如温度、机械力、电场和磁场响应等）和生物响应性光子晶体（如有机磷化物、肌氨酸酐响应等）。大部分响应性光子晶体的响应性评价都用衍射峰的位移来表征，如果响应性光子晶体的衍射峰落在可见或近红外光谱范围内，材料在宏观上可表现出颜色的变化，这是一种最为直观的响应性表达方式。目前，响应性光子晶体材料被广泛的应用在在温度传感器、湿度传感器、压力传感器、生物监测、化学试剂监测、指纹识别、彩色显示器、彩色印刷、军事防伪等领域，如磁响应液态光子晶体可用于彩色打印、军事伪装和彩色显示器；响应性光子晶体凝胶可应用葡萄糖监测、离子监测和指纹监测等。

基于响应性光子晶体材料优异的性质，现有技术中公开了多种响应性光子晶体材料、其制备方法及其应用。例如，德国先进材料杂志报道了一种基于磁响应光子晶体的光子晶体纸的制备方法（Adv.Mater.,2009,21:4259~4264.），首先将二氧化硅包裹的四氧化三铁磁性纳米粒子在磁场诱导下形成一维光子晶体结构，然后利用聚乙二醇丙烯酸和光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮在紫外线照射下进行聚合反应，使得该一维光子晶体结构固化，得到光子晶体纸。实验证明，此种光子晶体纸可用盐水溶液在其上进行可逆地书写，并且得到的字体颜色鲜艳，这种光子晶体纸表现出良好的稳定性和环境友好性，是一种具有潜在应用前景的新型书写材料。此外，英国自然杂志社的子刊杂志自然光子学报道了一种基于磁响应光子晶体的彩色打印技术（Nature Photonics,2009,3:534~540.），其通过紫外光束固化光固化树脂，进而固化混合在其中的光子晶体结构，从而实现了鲜艳的结构色的固化。此外，其还可以通过磁场来实现对光子晶体带隙的调节，进而实现颜色的调节，从而实现了彩色打印。这种基于磁响应性光子晶体的彩色打印技术可以实现鲜艳逼真的彩色打印，并且技术简单成熟，是一种具有很大应用前景的彩色打印技术。

基于响应性光子晶体显现鲜艳颜色的性质，现有技术公开的响应性光子晶体具有较好的性质和广阔的应用空间，然而将其应用于商品防伪领域时，由于其发光颜色易于被普通颜料或染料色仿制，使其防伪效果较低，不利于其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁响应光子晶体防伪标识及其制备方法，本发明提供的磁响应光子晶体防伪标识显现的颜色不易被普通颜料或染料色仿制，具有良好的防伪效果。

本发明提供了一种磁响应光子晶体防伪标识，包括：

多个图案，所述图案包括：聚合物基质和封装在所述聚合物基质中的含有碳包覆超顺磁性四氧化三铁胶态纳米粒子的乙二醇微液滴；

所述图案中的单个图案中至少包括两种不同粒径的碳包覆超顺磁性四氧化三铁胶态纳米粒子。

优选的，所述碳包覆超顺磁性四氧化三铁胶态纳米粒子的粒径为110nm~130nm、140nm~160nm或190nm~210nm。

优选的，所述聚合物为聚硅氧烷聚合体、聚乙二醇双丙烯酸酯聚合体，聚乙烯醇聚合体或聚丙烯酰胺聚合体。

优选的，所述聚合物为聚硅氧烷聚合体。

本发明提供了一种磁响应光子晶体防伪标识的制备方法，包括以下步骤：

将聚合单体、固化剂和含有不同粒径的碳包覆超顺磁性四氧化三铁胶态纳米粒子的乙二醇溶液混合，得到胶状物；