[发明专利]一种具有杂化结构的反蛋白石水凝胶光子晶体的制备方法

摘要

本发明提供了一种具有杂化结构的反蛋白石水凝胶光子晶体的制备方法。采用聚合物互穿网络方法制备该晶体。这种制备方法的优点是原料为聚丙烯酸和聚丙烯酰胺廉价易得，制备方法使用两次填充聚合步骤，简单易行；聚丙烯酸和聚丙烯酰胺分别含有羧基和酰胺功能基团可以实现pH和溶剂传感响应，由杂化结构所获得的图案通过控制pH值或水中乙醇含量不仅可以在显示与消失两种状态之间转变，而且还可以实现图案在多种色彩状态之间如从红色到黄色，绿色，蓝色的可逆变换。

主权项

1、一种具有杂化结构的反蛋白石水凝胶光子晶体的制备方法，其特征在于步骤如下：(1)先将均一单分散的二氧化硅微球分散在乙醇中，配置成质量分数为0.5％-4％浓度的溶液，再将此溶液倒入干净的容器中，最后将干净的基底垂直液面插入上述装有单分散二氧化硅微球溶液的容器中，放置于密闭的环境中于室温下一周时间使二氧化硅微球沉积到基底表面，在基底表面形成蛋白石胶体晶体；所述的基底是玻璃或硅片；所述的二氧化硅微球球径为180nm-300nm；(2)将步骤(1)中得到的表面形成蛋白石胶体晶体的基底垂直液面浸入聚丙烯酸单体溶液中3min，聚丙烯酸单体溶液浓度为1M-5M，聚丙烯酸单体溶液中含有质量分数为1％-10％的交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和质量分数为3％的光引发剂1-羟基环己基苯甲酮，使聚丙烯酸单体溶液填充入蛋白石胶体晶体的孔隙中，然后，将另一干净的载玻片覆盖在其表面构成由该基底、蛋白石胶体晶体和载玻片形成的三明治结构；然后再将光刻掩板覆盖在载玻片上面，对聚丙烯酸单体进行紫外光聚合1min，紫外光波长为365nm，聚合后，将上层光刻掩板去除，用去离子水冲洗去除载玻片和基底之间未聚合的聚丙烯酸单体溶液；(3)将步骤(2)处理后的该三明治结构浸入到聚丙烯酰胺单体溶液中，填充聚丙烯酰胺单体12h，所述的聚丙烯酰胺单体溶液浓度为1M-5M，聚丙烯酰胺单体溶液含有质量分数为1-10％的交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和质量分数为0.5％的光引发剂1-羟基环己基苯甲酮，取出该三明治结构进行聚丙烯酰胺单体的紫外光聚合15min，紫外光波长为365nm，聚合后，将所得到的该三明治结构浸入质量分数为10％的二氧化硅刻蚀液氢氟酸中24h，去除二氧化硅蛋白石胶体晶体，载玻片与基底分离后所得到的薄膜为具有杂化结构的反蛋白石水凝胶光子晶体。