[发明专利]一种乳液有序自组装制备光子晶体材料的方法

权利要求书

1.一种乳液有序自组装制备光子晶体材料的方法；包括以下步骤：

(1)将两亲性支化嵌段聚合物溶于与水不相溶的有机溶剂中，形成聚合物溶液；将聚合物溶液加入到去离子水中或含有表面活性剂的水溶液中，由于相分离而形成分层的油水两相溶液；

或者，将聚合物溶液采用乳化技术的方式进行乳化，使聚合物溶液作为分散相形成分布于水中的微米级大小的液滴；

(2)将步骤(1)中得到的油水两相溶液或分布于水中的微米级大小的液滴收集在容器中，在0～60℃、5％～80％相对湿度(RH)的条件下，使有机溶剂挥发完全，在挥发过程中由于自发的反相乳化而形成水包油包水的双乳液，其中油相中纳米水滴自组装后得到具有有序多孔结构的固体光子晶体材料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是两亲性支化嵌段聚合物包括但不限于星型、超支化和刷型聚合物；两亲性支化嵌段聚合物的化学结构特征为在同一分子链中含有亲水长支链和亲油长支链的支化聚合物，亲水嵌段的种类为所有具有亲水性的聚合物，亲油嵌段的种类为所有具有亲油性聚合物，支化嵌段共聚物亲水和亲油嵌段的主链聚合度(DP)分别为5～200个重复单元，亲水性和亲油性支链聚合度(DP)分别为10～200个重复单元。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述两亲性支化嵌段聚合物的支链组成包括但不限于聚苯乙烯-b-聚乙二醇(PS-b-PEO)、聚丙烯酸叔丁酯-b-聚乙二醇(PtBA-b-PEO)、聚二甲基硅氧烷-b-聚乙二醇(PDMS-b-PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚乙二醇(PMMA-b-PEO)、聚丙烯酸甲酯-b-聚乙二醇(PMA-b-PEO)、聚丙烯腈-b-聚乙二醇(PAN-b-PEO)、聚乳酸-b-聚乙二醇(PLA-b-PEO)、聚ε-己内酯-b-聚乙二醇(PCL-b-PEO)、聚乙烯-b-聚乙二醇(PE-b-PEO)、聚丙烯-b-聚乙二醇(PP-b-PEO)、聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)、聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸(PDMS-b-PMAA)、聚二甲基硅氧烷-b-聚乙烯基吡咯烷酮(PDMS-b-PVP)、聚苯乙烯-b-聚-4-乙烯基吡啶(PS-b-P4VP)、聚苯乙烯-b-聚-2-乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)、聚苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷-b-聚乙二醇(PS-b-PDMS-b-PEO)、聚苯乙烯-b-聚丙烯酸叔丁酯-b-聚乙二醇(PS-b-PtBA-b-PEO)、聚丙烯酸叔丁酯-b-聚二甲基硅氧烷-b-聚乙二醇(PtBA-b-PDMS-b-PEO)或聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚苯乙烯-b-聚乙二醇(PMMA-b-PS-b-PEO)的具有两亲性的二嵌段、三嵌段以及多嵌段聚合物。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述有机溶剂为所有与水不互溶的有机溶剂，包括但不限于甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、正己烷或二甲苯。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是所述两亲性支化嵌段聚合物在有机溶剂中的质量浓度为0.1wt％～10wt％。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是聚合物溶液占水相的体积百分比为1％～35％。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是所述去离子水中含有表面活性剂的质量浓度为0.1wt％～10wt％，表面活性剂包括CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)、SDS(十二烷基硫酸钠)、PVA(聚乙烯醇)。

8.如权利要求1所述的方法，其特征是步骤(2)乳化技术包括SPG(Shirasu PorousGlass)膜乳化、微流控或机械力震荡方式。

9.采用权利要求1的方法制备得到的光子晶体材料，其特征是光子晶体材料颗粒直径范围为0.5～200μm，材料的有序多孔结构中孔直径大小为10～500nm；材料反射光波长范围为380～780nm。

10.如权利要求9所述的材料，其特征是所述多孔结构的晶体排列方式包括面心立方排列结构(FCC)、体心立方排列结构(BCC)、密排六方结构(HCP)和无定型结构。