[发明专利]浸润性可调的石墨烯光子晶体薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种浸润性可调的石墨烯光子晶体薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1：使用单分散性纳米粒子制备蛋白石型光子晶体薄膜；S2：将含有石墨烯的聚合物前驱体溶液均匀的渗入所述蛋白石型光子晶体薄膜的孔隙中，聚合后，除去其中的蛋白石型光子晶体结构，得到有序的反蛋白石型石墨烯光子晶体薄膜；S3：向所述反蛋白石型石墨烯光子晶体薄膜的表面滴加浸润液体使其完全浸润，形成液体涂层，得浸润性可调的石墨烯光子晶体薄膜。向该石墨烯光子晶体薄膜施加电响应，该薄膜的浸润性即可以人为调控。

技术领域

本发明涉及光子晶体制备技术领域，特别涉及一种浸润性可调的石墨烯光子晶体薄膜的制备方法。

背景技术

自然界中的生命具有亿万年的进化历史，向自然学习是新材料发展永恒的主题，从生物中获得启发实现微观和宏观的统一，模拟生物体特异性功能的某一个方面，实现新材料的设计和制备，是向自然学习的新理念。例如，我们可以从自然界中的植物——猪笼草身上获取灵感，猪笼草具有连续搬运物体的能力，且其保证湿滑，让物体不会滑落的特征。这种奇特的定向搬运液体现象是因为其表面独特的微纳结构。

三维反蛋白石型石墨烯光子晶体薄膜是由层状有序的六边形结构构成的，它是通过复制蛋白石型石墨烯光子晶体模版而制备得到的。自然界中就存在这样的三维反蛋白石型光子晶体结构，但是，人工制备反蛋白石型石墨烯光子晶体结构的工作很少涉及到通过施加电响应来调控浸润性的层面，人为通过施加电响应来调控石墨烯光子晶体薄膜的浸润性的工作仍然是空白。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种浸润性可调的石墨烯光子晶体薄膜的制备方法，

技术方案：本发明提供了一种一种浸润性可调的石墨烯光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：使用单分散性纳米粒子制备蛋白石型光子晶体薄膜；S2：将含有石墨烯的聚合物前驱体溶液均匀的渗入所述蛋白石型光子晶体薄膜的孔隙中，聚合后，除去其中的蛋白石型光子晶体结构，得到有序的反蛋白石型石墨烯光子晶体薄膜；S3：向所述反蛋白石型石墨烯光子晶体薄膜的表面滴加浸润液体使其完全浸润，形成液体涂层，得浸润性可调的石墨烯光子晶体薄膜。

优选地，所述含有石墨烯的聚合物前驱体溶液的浓度为0.9~3mg/ml。

优选地，在所述S1中，通过竖直沉积法、刮膜法、旋转涂膜法、提拉法、气相沉积法或电沉积法制备所述的蛋白石型光子晶体薄膜。

优选地，在所述S1中，所述单分散性纳米粒子为以下任意一种或其组合：金属氧化物、无机盐、聚电解质、嵌段聚合物、共聚物、液晶材料、介孔纳米粒子、金或银。

优选地，所述单分散性纳米粒子的直径为200 nm~400 nm，浓度为0.1g/ml~0.3 g/ml。

优选地，所述蛋白石型光子晶体薄膜的厚度为400 nm~400 µm。

优选地，所述的聚合物前躯体溶液可以是甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、醋酸丁酸纤维素、硅氧烷甲基丙烯酸酯、氟硅甲基丙烯酸酯、全氟醚、N-乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷及聚氨酯。

优选地，在所述S2中，所述聚合的方法为热聚合或紫外光聚合。

优选地，在所述S2中，通过酸腐蚀、碱腐蚀或热烧除的方法除去所述蛋白石型光子晶体结构。

优选地，在所述S3中，所述浸润液体为硅油、乙醇或超纯水。