[發明專利]磁響應光子晶體防偽標識及其制備方法

無效

• 申請號: 201210213014.2
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102708773A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 陳乾旺;胡海波;唐健
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G09G3/02
• 分類號: G09G3/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李玉秋

技術領域

本發明涉及功能型光子晶體技術領域，尤其涉及一種磁響應光子晶體防偽標識及其制備方法。

背景技術

光子晶體是一種具有光子帶隙結構的周期性電介質材料，可以對光的傳播方向進行有效地調控，具有類似于電子半導體的性質。自1987年由Yablonovitch（Yablonovitch?E.Phys.Rev.Lett.,1987,58:2059~2061.）和John（John?S.Phys.Rev.Lett.,1987,58:2486~2488.）等提出光子晶體概念以后，光子晶體的研究收到了極大的關注，并得到了迅速的發展。光子晶體又被稱為光學半導體，其被認為是未來光子工業的材料接觸，在各類光學器件、光導纖維通訊和光子計算等領域具有廣闊的應用前景。

帶隙可調制光子晶體材料是一類通過調節自身光子帶隙結構對外場刺激做出響應的光子晶體材料，又叫做功能性光子晶體材料或響應性光子晶體材料。響應性光子晶體是帶隙結構對外界環境的變化具有響應性的光子晶體，自1997年Asher等開發了新型的光子晶體化學智能傳感材料以來，響應不同外界環境的光子晶體材料的研究工作逐漸地開展。根據外界環境不同，響應性光子晶體從宏觀上可簡單地分為化學響應性、物理響應性（如溫度、機械力、電場和磁場響應等）和生物響應性光子晶體（如有機磷化物、肌氨酸酐響應等）。大部分響應性光子晶體的響應性評價都用衍射峰的位移來表征，如果響應性光子晶體的衍射峰落在可見或近紅外光譜范圍內，材料在宏觀上可表現出顏色的變化，這是一種最為直觀的響應性表達方式。目前，響應性光子晶體材料被廣泛的應用在在溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、生物監測、化學試劑監測、指紋識別、彩色顯示器、彩色印刷、軍事防偽等領域，如磁響應液態光子晶體可用于彩色打印、軍事偽裝和彩色顯示器；響應性光子晶體凝膠可應用葡萄糖監測、離子監測和指紋監測等。

基于響應性光子晶體材料優異的性質，現有技術中公開了多種響應性光子晶體材料、其制備方法及其應用。例如，德國先進材料雜志報道了一種基于磁響應光子晶體的光子晶體紙的制備方法（Adv.Mater.,2009,21:4259~4264.），首先將二氧化硅包裹的四氧化三鐵磁性納米粒子在磁場誘導下形成一維光子晶體結構，然后利用聚乙二醇丙烯酸和光引發劑2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮在紫外線照射下進行聚合反應，使得該一維光子晶體結構固化，得到光子晶體紙。實驗證明，此種光子晶體紙可用鹽水溶液在其上進行可逆地書寫，并且得到的字體顏色鮮艷，這種光子晶體紙表現出良好的穩定性和環境友好性，是一種具有潛在應用前景的新型書寫材料。此外，英國自然雜志社的子刊雜志自然光子學報道了一種基于磁響應光子晶體的彩色打印技術（Nature?Photonics,2009,3:534~540.），其通過紫外光束固化光固化樹脂，進而固化混合在其中的光子晶體結構，從而實現了鮮艷的結構色的固化。此外，其還可以通過磁場來實現對光子晶體帶隙的調節，進而實現顏色的調節，從而實現了彩色打印。這種基于磁響應性光子晶體的彩色打印技術可以實現鮮艷逼真的彩色打印，并且技術簡單成熟，是一種具有很大應用前景的彩色打印技術。

基于響應性光子晶體顯現鮮艷顏色的性質，現有技術公開的響應性光子晶體具有較好的性質和廣闊的應用空間，然而將其應用于商品防偽領域時，由于其發光顏色易于被普通顏料或染料色仿制，使其防偽效果較低，不利于其應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磁響應光子晶體防偽標識及其制備方法，本發明提供的磁響應光子晶體防偽標識顯現的顏色不易被普通顏料或染料色仿制，具有良好的防偽效果。

本發明提供了一種磁響應光子晶體防偽標識，包括：

多個圖案，所述圖案包括：聚合物基質和封裝在所述聚合物基質中的含有碳包覆超順磁性四氧化三鐵膠態納米粒子的乙二醇微液滴；

所述圖案中的單個圖案中至少包括兩種不同粒徑的碳包覆超順磁性四氧化三鐵膠態納米粒子。

優選的，所述碳包覆超順磁性四氧化三鐵膠態納米粒子的粒徑為110nm~130nm、140nm~160nm或190nm~210nm。

優選的，所述聚合物為聚硅氧烷聚合體、聚乙二醇雙丙烯酸酯聚合體，聚乙烯醇聚合體或聚丙烯酰胺聚合體。

優選的，所述聚合物為聚硅氧烷聚合體。

本發明提供了一種磁響應光子晶體防偽標識的制備方法，包括以下步驟：

將聚合單體、固化劑和含有不同粒徑的碳包覆超順磁性四氧化三鐵膠態納米粒子的乙二醇溶液混合，得到膠狀物；