[发明专利]具有结构色的夹层结构耐用薄膜和生产方法

说明书

本发明公开了一种具有结构色的夹层结构的耐用薄膜和生产方法，所述薄膜包括力学增强层和结构色层，其中所述结构色层位于所述薄膜的中间，所述力学增强层位于所述薄膜的表面，对称分布在所述结构色层的两边，与所述结构色层形成三文治夹层结构；所述力学增强层包括壳聚糖层，镁铝双羟基氧化物纳米片层，聚乙烯醇层，所述镁铝双羟基氧化物纳米片层与所述聚乙烯醇层交替分布；所述结构色层包括黑色背景层和胶质无定型纳米颗粒阵列层，其中黑色背景层包括单层石墨烯层以及分布在石墨烯层的两边的壳聚糖连接层，其中两个胶质无定型纳米颗粒阵列层包括有序排列的PDDA（聚二烯丙基二甲基氯化铵）包覆的硅纳米球。所述薄膜的生产方法包括旋涂制备壳聚糖层，逐层自助装制备镁铝双羟基氧化物纳米片层，逐层自助装制备胶质无定型纳米颗粒阵列层和界面自助装制备单层石墨烯层等步骤。

技术领域

本发明涉及一种具有结构色的夹层结构的耐用薄膜，具体说是一种包含了层状结构的力学增强层，交错紧密堆积的PDDA包覆的硅纳米球层以及单层石墨烯黑色背景层的具有结构色的夹层价格的耐用薄膜及其生产方法。

背景技术

纳米材料在应用的时候有一些功能往往需要依附于块体支撑物或者将纳米材料本身做成块体材料比如薄膜，平板等。而如何将微观的纳米材料有序地堆积组装成块体材料则是一种技术难题。这里我们设计了一种利用了逐层自助装和界面自助装的技术制备一种包含了层状力学增强结构和紧密堆积的具有结构色效果的耐用薄膜，将纳米材料本身的紧固耐用特性在宏观上实现实际应用，同时呈现出微观上无法呈现的结构色效果。

发明内容

本发明的目的是制备一种具有结构色的夹层结构的耐用薄膜，包括了力学增强层和结构色层，其中所述结构色层位于所述薄膜的中间，所述力学增强层位于所述薄膜的表面，数量为两个，对称分布在所述结构色层的两边，与所述结构色层形成一种三文治夹层结构；所述力学增强层包括壳聚糖层，镁铝双羟基氧化物纳米片层，聚乙烯醇层，其中壳聚糖层数量为一个，位于所述薄膜的表面，起到保护作用。其中镁铝双羟基氧化物纳米片层数量为五个，聚乙烯醇层数量为五个，所述镁铝双羟基氧化物纳米片层与所述聚乙烯醇层交替分布，这种有序的无机-有机层状结构具有很高的抗拉伸强度，起到力学增强作用，是整个薄膜坚固耐用的缘由；所述结构色层包括黑色背景层和胶质无定型纳米颗粒阵列层，其中黑色背景层包括单层石墨烯层以及分布在石墨烯层的两边的壳聚糖连接层，所述黑色背景层的厚度为2微米，其中两个胶质无定型纳米颗粒阵列层包括有序排列的PDDA（聚二烯丙基二甲基氯化铵）包覆的硅纳米球，数量都是10层，每一层硅纳米球交错紧密排列，所述胶质无定型纳米颗粒阵列层的厚度为3微米；所述硅纳米球的直径为250纳米。薄膜的结构色效果主要来自紧密堆积的胶质的PDDA包覆的硅纳米球层，而黑色吧石墨烯层起到黑色背景的作用，使胶质无定型纳米颗粒阵列层的结构色效果更加明显，增加对比度。