[发明专利]一种具有仿生自我监测功能的力致变色光子晶体材料的制备方法

摘要

本发明公开一种具有仿生自我监测功能的力致变色光子晶体材料的制备方法，包括以下步骤：光栅母模板的清洗；模具的制备和组装：采用3D打印设备打印出三维模具，该三维模具包括上模和下模，将光栅母模板安装在三维模具上，得到组装模具；采用向组装模具中浇注PDMS的方法复制光栅母模板表面的一维光栅结构，得到PDMS一维光子晶体薄膜；最后脱模，得到中间表面带有一维光子晶体结构、两端带有凸起结构的PDMS一维光子晶体薄膜，该PDMS一维光子晶体薄膜即为柔性可变形光子晶体材料。本发明采用具有光子晶体结构的母模板制备力致变色光子晶体薄膜，工艺简单易操作，大幅度缩短力致变色材料的制备周期，降低制备成本。

主权项

1.一种具有仿生自我监测功能的力致变色光子晶体材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a、光栅母模板的清洗将光栅母模板从保护器皿中取出，先用无水乙醇对光栅母模板的表面进行清洗，再用纯水对其表面进行清洗，最后用氮气将光栅母模板的表面吹干，将光栅母模板的光栅结构面向上放置于洁净的培养皿中，待用；b、模具的制备和组装b1、模具的制备和清洗采用3D打印设备打印出三维模具，该三维模具包括上模和下模，所述上模为中空的方形框架结构，所述下模包括长方形底板，在长方形底板上设置有第一条形凸起和第二条形凸起，第一条形凸起和第二条形凸起均沿长方形底板的宽度方向设置，且高度相等，长方形底板和第一条形凸起、第二条形凸起为一体式设计；所述方形框架的边框高度高于第一条形凸起和第二条形凸起的高度；进行模具组装前，先用无水乙醇分别对模具的上模、下模两部分进行彻底清洗，然后用氮气将模具的上模、下模两部分吹干，将其放置于洁净的培养皿中，待用；b2、模具和光栅母模板的组装首先，将已经清洗干净的上模、下模和光栅母模板取出待用；然后，将光栅母模板安装在下模的第一条形凸起和第二条形凸起之间；最后，将上模卡在下模的第一条形凸起和第二条形凸起外侧，上模和下模固定在一起，得到组装模具，待用；组装模具中，光栅母模板的顶面高度高于下模的第一条形凸起和第二条形凸起的顶面高度，且低于上模的顶面高度；c、PDMS一维光子晶体薄膜的成型采用向组装模具中浇注PDMS的方法复制光栅母模板表面的一维光栅结构，得到PDMS一维光子晶体薄膜，其成型过程主要包括以下三个步骤：c1、PDMS的配制和浇注c11、将PDMS的预聚物A和交联剂B按照10∶1的重量配比倒入塑料烧杯中；c12、将盛有PDMS的塑料烧杯置于除泡搅拌机中搅拌，混合均匀并除去PDMS中多余的气泡；c13、将组装模具平放在水平试验台上，采用移液枪将一定体积的PDMS浇注在光栅母模板表面，PDMS凭借其自身良好的流动性，能够充分地填充于组装模具的凹槽中以及光栅母模板的表面，将整体静置15分钟，观察到PDMS形成均匀、平整的表面，待固化；c2、PDMS的热固化成型c21、将浇注有PDMS的组装模具平放在真空干燥器中，密封好后抽真空15分钟，除去PDMS中因流动产生的气泡，然后将组装模具取出；c22、再将浇注有PDMS的组装模具平放在鼓风干燥箱中，在80℃中进行热固化20分钟，然后将组装模具取出并冷却10分钟，待脱模；d、PDMS一维光子晶体薄膜的脱模首先，采用尖头镊子或刀片将固化成型的PDMS薄膜从模具的四周侧壁上轻轻剥离；然后，将模具的上模、下模两部分结构拆分开；最后，用镊子将整块PDMS薄膜从模具上剥离下来，得到中间表面带有一维光子晶体结构、两端带有凸起结构的PDMS一维光子晶体薄膜，该PDMS一维光子晶体薄膜即为柔性可变形光子晶体材料。