[发明专利]一种光子晶体纸及其制备方法

说明书

本发明提供了一种光子晶体纸，包括基底和附在基底上的光子晶体涂层，所述光子晶体涂层包括依次设置在基底上的第一涂层和第二涂层；所述第一涂层为由微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液固化形成的涂层，所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液由微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合获得；所述第二涂层为高分子水凝胶层。本发明提供的光子晶体纸，可以用水或是水溶液作为墨水书写打印，可以根据需要显现出多种颜色，不仅可以存储信息，而且兼具防伪效果，实用性好，适用性广。本发明还提供了该光子晶体纸的制备方法，其制备工艺多元化，适用多种基底，工艺简单。

技术领域

本发明涉及信息材料领域，具体涉及一种光子晶体纸及其制备方法。

背景技术

纸是中国古代四大发明之一，给中国古代文化的保留和传播提供了物质基础。虽然，目前信息存储和传播材料日新月异，新型电子显示设备层出不穷，然而纸确依然不可或缺。据统计，目前仍有90％的信息存储在纸上，以及通过纸质材料进行传播。众所周知，造纸行业和纸质印刷品不仅造成空气、土地、水质的深度污染，而且还消耗大量的能源和林木。

据《经济学人》统计，一人一年平均用纸量若以一棵12米高的树计算，中国每人平均“消耗”1.81棵树。而随着经济的蓬勃发展，传统造纸行业带来的环境问题，以及印刷品的回收处理等问题将日趋严峻。

目前英国自然杂志社的子刊杂志自然通讯(Nat Commun,2014,5，3044；NatCommun,2014,5，5459)报道了一种新型基于染料的基底的可重复书写打印纸。一种是以水致显色的染料作为涂层，以水为墨水进行打印显色文字。另一种以可发生氧化还原反应的染料为涂层，通过UV照射有文字的掩模板进行显示文字。两者都可以反复书写打印，在短期信息存储和一次性阅读材料方面具有潜在的应用前景，为未来新型可重复书写打印纸的开发与应用开辟了一条途径。然而，由于染料的合成成本较高较复杂，而且很多染料都有毒且易光漂白，制备的工艺较为繁琐，限制了其应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在于提供一种光子晶体纸及其制备方法，该光子晶体纸用水或水溶液作为墨水，既能够实现信息的短时间保存，又能够实现反复书写打印的目的，满足市场对能实现反复书写打印纸的需求，实用性好，环境友好，适用性广，且显示颜色可调，可适用多种基底。

本发明第一方面提供了一种光子晶体纸，包括基底和附在所述基底上的光子晶体涂层，所述光子晶体涂层包括依次设置在所述基底上的第一涂层和第二涂层；所述第一涂层为由微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液固化形成的涂层，所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液由微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合获得；所述第二涂层为高分子水凝胶层。

本发明提供的光子晶体纸，其以水或水溶液作为墨水，可满足市场对反复书写打印纸的需求，可以书写打印显示多种颜色，适用多种基底，实用性好。

优选地，所述光子晶体涂层进一步包括设置在所述基底与第一涂层之间或者设置在所述第一涂层与第二涂层之间的第三涂层，所述第三涂层为保湿涂层，所述保湿涂层的材质包括下述高分子或小分子，所述高分子包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、环氧乙烷聚合物、聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、藻蛋白酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶、透明质酸或其改性物中的一种或多种；所述小分子包括甘油、丙二醇、1,3-丁二醇、氯化锂、氯化钠、氯化钙、硝酸钠、醋酸钠、醋酸铵、硫酸铜、硫酸钠和氯化镁中的一种或多种。