[发明专利]一种基于纳米凝胶的光子晶体比色湿度传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于纳米凝胶的光子晶体比色湿度传感器，其特征在于，所述传感器由基质和固化在所述基质上的布拉格反射膜组成，

所述布拉格反射膜是由纳米凝胶和与纳米凝胶具有折射率差的物质在基质上交替排列而成；

所述纳米凝胶是由亲水性聚合单体和交联剂聚合而成或亲水性高分子制备而成；其中，所述亲水性聚合单体为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、乙二醇丙烯酸酯；所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述亲水性高分子为壳聚糖、聚乙烯醇、聚乙二醇、阳离子淀粉、羧甲基纤维素；

所述与纳米凝胶具有折射率差的物质为亲水性无机物或疏水性高分子；其中，所述亲水性无机物为氧化硅、氧化锌、氧化钛；所述疏水性高分子为聚甲基丙烯酸甲酯、乙酰基淀粉、聚苯乙烯、乙酰基壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述基质为玻璃片、石英片或硅片。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，通过调节纳米凝胶和与纳米凝胶具有折射率差的物质的折射率差和布拉格反射膜厚度调节传感器的初始禁带位置和反射率，通过调节纳米凝胶对环境湿度的响应敏感程度调节传感器的比色效果。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述纳米凝胶的尺寸在300nm以下。

5.权利要求1所述基于纳米凝胶的光子晶体比色湿度传感器的制备方法，其特征在于，工艺步骤如下：

①制备纳米凝胶分散液；

②制备亲水无机物或疏水聚合物分散液或溶液；

③将所述步骤①所得的纳米凝胶分散液采用匀胶法或吸附法在基质上进行组装，加热干燥，控制厚度；然后在上述组装材料上面进一步组装，所用材料为步骤②所得的亲水无机物或疏水聚合物分散液或溶液，加热干燥，控制厚度；上述步骤重复0～50次，所述制备方法中加热干燥条件为80～300℃加热10～180分钟，控制每层厚度为30～200nm。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤①制备的纳米凝胶分散液为质量分数0.3％～40％的溶液，所述步骤②制备的亲水无机物或疏水聚合物分散液或溶液为质量分数0.3％～40％的溶液。