[发明专利]一种壳聚糖封装光子晶体的制备方法

说明书

本发明公开了一种壳聚糖封装光子晶体的制备方法，解决了现有基于胶体自组装方法制备的光子晶体与基底之间的结合强度较弱，结构松散，容易脱落的问题。本发明的技术方案为：首先配制壳聚糖和戊二醛的乙酸溶液，接着在光子晶体模板的胶体颗粒间隙渗入，在其表面盖上有机玻璃片后放入恒温真空干燥箱进行聚合，反应结束后即可得到封装好的光子晶体。本发明操作简单、成本低廉，封装条件温和，不涉及任何有机溶剂和聚合物功能单体，且封装材料为天然产物，具有良好的成膜性、生物相容性、抗菌性和生物降解性。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种壳聚糖封装光子晶体的制备方法。

背景技术

光子晶体是由不同折射率的介质在空间上呈周期性有序排列的具有光子带隙的材料，当可见光通过光子晶体时，特定频率的光会受到光子带隙的调制，导致部分可见光直接被反射，从而使光子晶体产生了特定的结构色。光子晶体结构色与化学染料色相比，具有显色稳定、色彩饱和度高等优点，因此在防伪、显示、检测、传感和装饰等方面有着广泛应用。但是，传统基于胶体自组装方法制备的光子晶体与基底之间的结合强度较弱,所以结构松散，容易脱落，在应用上受到了很大限制，因而对光子晶体的封装有着重要的意义。

壳聚糖是甲壳素经化学处理脱乙酰基后的产物，是自然界中唯一存在的碱性多糖，储量十分丰富。本发明采用来源广泛、廉价易得、无毒无害的天然产物壳聚糖对光子晶体进行封装，该方法操作简单、成本低廉且生物相容性好，在印染着色、化学响应与生物传感等方面有着重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种壳聚糖封装光子晶体的制备方法，解决了基于胶体自组装方法制备的光子晶体与基底之间的结合强度较弱，结构松散，容易脱落的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种壳聚糖封装光子晶体的制备方法，首先配制壳聚糖和戊二醛的乙酸溶液，接着在光子晶体模板的胶体颗粒间隙渗入，在其表面盖上有机玻璃片后放入恒温真空干燥箱进行聚合，反应结束后即可得到封装好的光子晶体。

具体步骤为：

步骤一、配制前聚体：

将0.1~1.0 g壳聚糖溶于10 mL 体积分数为1%~5%的乙酸溶液中，接着将壳聚糖溶液和质量分数1%~5%的交联剂溶液以体积比1:1~5:1的比例相混合，制得前聚体；

步骤二：将步骤一所得的前聚体渗入胶体光子晶体模板中，并在其两面覆盖与胶体光子晶体模板同样大小的有机玻璃片，然后在30-70 ℃的恒温烘箱中放置3-24 h；

步骤三：将步骤二聚合完成的材料在20-35℃下放置10-30分钟，将有机玻璃片移去，完成壳聚糖封装光子晶体。

步骤一中，所述壳聚糖的N-脱乙酰度为70%-100%。

步骤一中，所述交联剂为戊二醛、甲醛或乙二醛，所述交联剂溶液为戊二醛、甲醛或乙二醛的水溶液。

步骤二中，所述胶体光子晶体模板所用颗粒为二氧化硅颗粒、聚苯乙烯颗粒、硫化锌颗粒或四氧化三铁颗粒。

根据上述制备方法制得的一种壳聚糖封装光子晶体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明操作简单、成本低廉，封装条件温和，不涉及任何有机溶剂和聚合物功能单体，且封装材料为天然产物，具有良好的成膜性、生物相容性、抗菌性和生物降解性。

附图说明

图1是实施例1带隙波长为540 nm的二氧化硅光子晶体封装前后反射光谱图；

图2是实施例2带隙波长为525 nm的聚苯乙烯光子晶体封装前后反射光谱图；

图3是实施例3带隙波长为530 nm的二氧化硅光子晶体封装前后反射光谱图；