[发明专利]一种浸润控制薄膜折射率的动态光子晶体图案的制备方法

权利要求书

1.一种浸润控制薄膜折射率的动态光子晶体图案的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.先将水，平铺在透明基材上，再将胶体微球溶液均匀分散在水面上，静止后，把水吸干，自然风干1～10h，再于50～80℃烘干1～8h，得到排列规整的二维光子晶体；

S2.将丙烯酸类单体、光敏剂和交联剂混合均匀后得到混合溶液，将该混合溶液移入模具中，再将步骤S1中带二维光子晶体的透明基材倒扣在模具上，使二维光子晶体与混合溶液相接触，并在透明基材上覆盖带有图案的掩膜板，于紫外光下固化1～120min，待反应完毕形成薄膜后，剥离薄膜，得到通过浸润控制图案化的胶体光子晶体复合膜；

S3.将上述的胶体光子晶体复合膜放入响应溶剂中，或者将响应溶剂喷洒到上述的胶体光子晶体复合膜上，得到浸润控制薄膜折射率的动态光子晶体图案；

步骤S2中，以体积比计，所述的丙烯酸类单体的添加量占混合溶液总体积的85％～99.8％，所述的交联剂的添加量占混合溶液总体积的0.1％～10％；以质量体积比计，所述的光敏剂的添加量占混合溶液总体积的0.1％～5％；其中，所述的混合溶液总体积指的是丙烯酸类单体、光敏剂和交联剂组成的混合溶液的总体积；

步骤S1中所述的胶体微球溶液的质量分数为0.5～5wt％；所述的胶体微球溶液的溶剂为水和/或乙醇；

步骤S1中所述的胶体微球的粒径为80～1100nm；所述的胶体微球选自单分散聚苯乙烯胶体微球、单分散聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)聚合物胶体微球、单分散聚甲基丙烯酸甲酯胶体微球或单分散二氧化硅胶体微球中的任一种；

所述的响应溶剂包括乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二甲基亚砜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的透明基材的厚度为0.01～1mm；所述的透明基材选自普通玻璃片、石英片、硅片、聚酯基板、聚酰亚胺基板、聚砜树脂基板、聚碳酸酯基板、聚乙烯基板、聚丙烯基板、聚氯乙烯基板、聚氨酯基板或橡胶基板中的任一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸十八酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸十六酯或丙烯酸聚氨酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的光敏剂为苯基亚磷酸二乙酯、1-羟基环乙基苯甲酮、三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、二苯甲酮、2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸、2-甲基二苯甲酮或2-羟基-2-甲基苯丙酮中的一种或几种；所述的交联剂为三丙二醇二丙烯酸酯和/或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

5.由权利要求1～4任一项所述的制备方法中步骤S1-S2制备得到的通过浸润控制图案化的胶体光子晶体复合膜。

6.权利要求5所述的通过浸润控制图案化的胶体光子晶体复合膜在作为或制备光子晶体材料、光学传感器材料、光学检测器材料、色彩显示材料、防伪材料、印刷材料或滤波材料中的应用。