[發明專利]一種多彩薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201310152895.6
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103265713A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 孫立國;卜志鵬;趙冬梅;汪成
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J9/26;C08L33/12;G02F1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及薄膜的制備方法。

背景技術

自從Yablonovitch和John在1987年同時提出光子晶體的概念以來，在20年的時間里，光子晶體的研究一直受到人們的高度重視。光子晶體是由兩種以上具有不同介電常數(折射率)的材料在空間按照一定的周期順序排列所形成的具有有序結構的材料。電磁波在這種具有周期性結構中的材料中傳播時會受到由電介質構成的周期勢場的調制，從而形成類似于半導體能帶結構的光子能帶。光子能帶之間如果沒有重疊，就會形成光子帶隙。頻率落在帶隙中的光子無法在光子晶體中傳播，所以光子晶體又被稱為光子禁帶材料。光子晶體作為一類重要的先進光學材料，在低閾值激光器、直(銳)角光波導、發光二極管等方面展現出了巨大的應用前景，成為構建光子器件的一種重要材料。在實際應用中，能夠對外部驅動力(電、光、化學環境等)做出響應的光子禁帶對于光子器件的設計和使用至關重要。具有可以被外界刺激調控的光子禁帶的光子晶體叫作可調制光子晶體。目前,可調制光子晶體的研究成為光子晶體研究領域的一個比較重要的方向和熱點。在光子晶體中，光子帶隙的寬度和位置主要由電介質的折射率(或介電常數)和光子晶體的晶格參數決定。在外部環境的激勵下，改變其中任何一個參數都可以起到調節光子禁帶的目的。在外界的單一刺激下，光子晶體通常只會發生一種響應，顏色也只會發生一種改變，多種顏色不能同時共存在一種光子晶體材料上。

因此目前反蛋白石光子晶體存在在單一外界刺激之下只能發生單一響應，即單一顏色變化的問題。

發明內容

本發明要解決目前反蛋白石光子晶體存在在單一外界刺激之下只能發生單一響應，即單一顏色變化的問題，而提供一種多彩薄膜的制備方法。

一種多彩薄膜的制備方法，具體是按照以下步驟制備的：

一、將L-精氨酸和去離子水混合，然后放入水浴中，將L-精氨酸和去離子攪拌均勻，再加入環己烷，得到混合溶液；調節水浴溫度為55℃～65℃，控制攪拌速度為280rpm～320rpm，將混合溶液攪拌均勻，然后恒定水浴溫度為58℃～62℃，并加入正硅酸乙酯，再攪拌18h～24h，得到SiO₂種子，其中，L-精氨酸的質量與去離子水的體積比為（12～14）mg∶（9～11）mL，環己烷的體積為16mL～20mL，正硅酸乙酯的體積為20mL～24mL；

二、將無水乙醇和質量濃度為25%～30%的氨水混合，然后放入溫度為20℃～30℃的水浴中，再加入步驟一得到的SiO₂種子，控制攪拌速度為180rpm～220rpm，保持12min～18min，再加入混合液A和混合液B，控制滴加速率為0.2mL/min～0.5mL/min，得到SiO₂膠體微球；其中上述無水乙醇與氨水的體積比為（9～11）∶1，SiO₂種子的體積為0.5mL～0.7mL，混合液A由正硅酸乙酯和無水乙醇組成，其中正硅酸四乙酯與無水乙醇的體積比為（1～3）∶（3～5），混合液B由去離子水、質量濃度為25%～30%的氨水和無水乙醇組成，其中去離子水、質量濃度為25%～30%的氨水和無水乙醇的體積比為（1～3）∶（2～4）∶（6～8）；

三、將步驟二得到的SiO₂膠體微球用去離子水離心洗滌3～5次，再用無水乙醇洗滌，然后離心洗滌4～6次，再干燥，得到干燥的SiO₂膠體微球；

四、將步驟三得到的干燥的SiO₂膠體微球溶于無水乙醇中，配制成質量濃度為30%～40%的SiO₂膠體乳液，然后將基片垂直插入SiO₂膠體乳液中，控制溫度為28℃～32℃，SiO₂膠體乳液中的無水乙醇揮發后取出基片，得到SiO₂膠體晶體模板，其中基片為玻璃基片；

五、將PMMA/MMA溶液均勻澆注在步驟四得到的SiO₂膠體晶體模板上，控制溫度為60℃～80℃，保持12h～24h，得到PMMA復合膜；

六、將步驟五得到的PMMA復合膜放入質量濃度為1%～3%的HF中，保持10h～12h，取出PMMA復合膜，再浸泡在新的質量濃度為1%～3%的HF中，保持8h～10h；再用超純水洗滌并用氮氣吹干，然后將PMMA復合膜裝載于薄膜拉伸儀上，設置薄膜拉伸儀的溫度為75℃～85℃，制備得到多彩薄膜。