[发明专利]一种具有表面微结构透明纸的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有表面微结构透明纸的制备方法，属于纳米/微米微结构材料及其制备技术。本发明的制备方法为：先将木材切成单板，然后将单板置于次氯酸钠溶液中反应一段时间，以去除木素；待木素去除之后，将处理过的单板放于具有微结构的模板上，同时在单板上方垫以滤膜，并通过机械加压的方式将模板的图案转移到透明纸表面，从而得到表面具有微结构的透明纸。本发明的方法与其它现有方法相比，具有成本低、制备步骤简单、制备时间短等特点。

技术领域

本发明涉及一种具有表面微结构的透明纸的制备方法，属于纳米/微米微结构材料及其制备技术。

背景技术

纸张具有成本低廉，原料来源丰富，可再生、环保、可生物降解和可回收等优点，不会对人类赖以生存的环境产生巨大的影响。透明纸是利用植物纤维制备的具有一定透明度的薄膜材料。透明纸由于其高的透明度、高热稳定性而在柔性电子、场发射晶体管、有机太阳能电池、显示器等领域具有广泛的应用前景。如果以透明纸作为基础材料，在透明纸表面制备微结构，则可以发展环境友好的光学材料，如纸质光栅等。

目前，透明纸表面微结构的制备方法通常为光刻技术和纳米压印技术。其中，光刻系统的设备往往比较复杂，造价昂贵，并且生产效率不高，且在纸上一般也无法进行光刻。纳米压印技术是直接利用机械力等比例压印复制微纳结构，突破了传统光学光刻的最短曝光波长的限制，且同一模板可以多次反复利用。然而由于透明纸一般是不具有塑性的，所以纳米压印在透明纸的表面制备微结构一直存在很大困难。

发明内容

针对以上现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种成本低廉、步骤简单的在透明纸表面制备微结构的方法。

本发明采用的技术方案为：

一种具有表面微结构透明纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将木材切成单板，并在一定的温度及一定浓度的NaClO溶液中反应一定时间，取出洗净；(2)将步骤(1)所制备得到的样品置于具有微结构的模板上，同时在样品上方垫以滤膜，并用压机保压一定时间，即可获得表面有微结构的透明纸。

进一步地，所述微结构为一维、二维或其它复杂表面的微结构；微结构线宽为10纳米-5毫米。

优选地，在步骤(1)中，所述木材为针叶材或者阔叶材。

优选地，在步骤(1)中，所述单板厚度在0.4～1.2mm，所述温度为10-50摄氏度；NaClO溶液的浓度为5％-15％质量分数；反应时间为20分钟到48小时。

优选地，在步骤(2)中，所述压机的压力为0.1-25MPa；保压时间为10分钟-4小时。

本发明的制备方法相比现有技术的优势在于：

1)可以只通过一次机械压制就能同时实现纸的透明化和表面微结构的制备。

2)纸是一种绿色材料，原料来源广泛，相比于其他的衬底材料(玻璃或者塑料)更加环保。

3)整个制备过程成本低，步骤简单，时间短。传统的透明纸制备方法中，纤维的纳米化、抽滤过程都要消耗大量时间，而本发明制备方法的主要过程只有去木素和机械压制两步，时间最短可以缩短至原来的1/10，化学试剂和用水量大约可以节约到原来的1/5；同时采用纳米压印技术，不需要昂贵的光刻设备，可以节约大量成本。

附图说明

图1为本发明具有表面微结构透明纸的扫描电镜图，(a)线宽1μm的光栅结构；(b)线宽200nm的光栅结构；

图2为普通透明纸与本发明实施例7中具有微结构的透明纸的透射谱比较图。

具体实施方式

实施例1：