[发明专利]接触角可调的热致变色二氧化钒基复合薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种接触角可调的热致变色二氧化钒基复合薄膜，其特征是包括透明衬底和复合薄膜；透明衬底为玻璃、云母、尖晶石、氧化铝、氧化硅、氧化锆或氧化锡这些常见的无机材料；所述玻璃是高硅氧玻璃、高铝玻璃、石英玻璃、微晶玻璃、或浮法玻璃；复合薄膜包括位于透明衬底之上的二氧化钒薄膜和位于二氧化钒薄膜之上的氧化物或氢氧化物纳米阵列；所述二氧化钒薄膜的化学成分为VO_2-x，其中-0.3<x<0.6；氧化物或氢氧化物纳米阵列由片状、棒状、针状、带状氧化物或氢氧化物纳米粒子中的一种或几种构成；所述的片状、棒状、针状、带状氧化物或氢氧化物纳米粒子与二氧化钒薄膜所在平面垂直，或其与二氧化钒薄膜所在平面之角所形成的锐夹角大于35°，并且所述的氧化物或氢氧化物纳米阵列中的片状、棒状、针状、带状氧化物或氢氧化物纳米粒子与相邻的片状、棒状、针状、带状氧化物或氢氧化物纳米粒子之间存在5纳米到50微米的空隙；氧化物或氢氧化物纳米阵列中氧化物或氢氧化物的成分选自ZnO、Zn(OH)₂、TiO₂、ZrO₂、ZrO(OH)₂、Al₂O₃、Al(OH)₃、SnO₂或者SiO₂中的任意一种或几种。

2.如权利要求1所述的接触角可调的热致变色二氧化钒基复合薄膜，其特征是二氧化钒薄膜中掺杂有一种或多种掺杂元素；所述掺杂元素为钨、钼、铌、铬、钛、铝、钽、锰、氟、氮和氢中的一种或几种，掺杂元素与二氧化钒薄膜中钒元素的元素摩尔量比为0：1到0.1:1之间。

3.如权利要求1所述的接触角可调的热致变色二氧化钒基复合薄膜的制备方法，其特征是：

（1）在透明衬底上沉积厚度在10纳米到500纳米之间的二氧化钒薄膜；

（2）用化学浴法制备氧化锌纳米阵列；具体步骤为：

A、分别称取锌盐和碱缓释剂加入同一容器中，然后加水溶解后形成锌基前驱液；所述锌盐选自乙酸锌、氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、草酸锌中的任意一种或几种；所述碱缓释剂选自六亚甲基四胺、尿素中的任意一种或两种；所述锌基前驱液当中锌盐与碱缓释剂的浓度均在0.05 - 0.2 mol?l^-1之间；

B、将沉积有二氧化钒薄膜的透明衬底放入盛有锌基前驱液的容器当中，使沉积有二氧化钒薄膜的透明衬底完全浸入所配制的锌基前驱液当中；将容器密封，在40-100°C条件下浸泡处理0.5-12小时；

C、浸泡处理后，将获得的二氧化钒基复合薄膜取出，清洗、干燥；即可获得一种接触角可调的热致变色二氧化钒基复合薄膜。

4.如权利要求3所述的接触角可调的热致变色二氧化钒基复合薄膜的制备方法，其特征是所述锌基前驱液中还加入形貌调控剂；该形貌调控剂选自以下材料中的一种或几种：柠檬酸钠、铝或镉的乙酸、硝酸、硫酸、草酸、氯化盐；锌基前驱液当中形貌调控剂的浓度在0.01-0.1 mol?l^-1之间。