[發(fā)明專利]一種去除外磁場調(diào)控非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)中磁流體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410831361.0
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104693459A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉桂強(qiáng);劉正奇;邵輝柏;余美東;黃珊;潘平平;劉曉山;王燕;顧剛
• 申請（專利權(quán)）人: 江西師范大學(xué)
• 主分類號: C08J3/28
• 分類號: C08J3/28;C08L25/06
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種去除磁流體的方法，尤其涉及一種去除外磁場調(diào)控非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)中磁流體的方法。

背景技術(shù)

三維周期結(jié)構(gòu)是一種人造的空間周期結(jié)構(gòu)，因能夠利用其帶隙效應(yīng)和缺陷效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對光子的自由操縱和控制，在量子信息處理、光信息處理以及生物傳感等許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，近年來一直是研究的熱點(diǎn)。三維周期結(jié)構(gòu)的制備方法很多，如精密加工技術(shù)、半導(dǎo)體制造技術(shù)、膠體自組裝法、模板法以及激光制造技術(shù)等等，而自組裝法被認(rèn)為是制備近紅外、光學(xué)以及更短波段三維周期結(jié)構(gòu)的最有效的方法。自組裝方法主要包括垂直沉積自組裝法、重力自組裝法、離心自組裝法、以及基片提拉法自組裝法等。其中，垂直沉積自組裝法是通過控制膠體顆粒的尺寸、蒸發(fā)溫度、壓強(qiáng)等幾個重要的參數(shù)，得到厚度可控的三維周期結(jié)構(gòu)，其工藝及設(shè)備簡單，組裝時間短（一般幾個小時）、制備的樣品大面積有序且缺陷較少。因此，為了在較短時間內(nèi)得到大面積結(jié)構(gòu)高度有序的三維周期結(jié)構(gòu)，垂直沉積自組裝法成為近年來科研研究者進(jìn)行球形結(jié)構(gòu)基元三維周期結(jié)構(gòu)制備的首選方法之一。

發(fā)明人于2012年公開了一種采用磁流體控制非磁性橢球膠體顆粒成三維周期結(jié)構(gòu)的方法，專利申請?zhí)枮?012105133528，該方法通過將磁流體和非磁性橢球膠體顆粒均勻分布在去離子水中，通過蒸發(fā)和磁場的作用，磁流體中的非磁性橢球膠體顆粒會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，變得取向一致，最終形成三維周期結(jié)構(gòu)，在形成三維周期結(jié)構(gòu)的同時，磁流體和非磁性橢球膠體顆?；旌显谝黄穑瑸榱巳コ帕黧w發(fā)明人采用氫氟酸蒸汽進(jìn)行腐蝕，然而氫氟酸腐蝕不僅時間長，而且去除磁流體不徹底，因氫氟酸具有強(qiáng)腐蝕性，易對非磁性橢球膠體顆粒所形成的三維周期結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種去除外磁場調(diào)控非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)中磁流體的方法，解決了在制作非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)中采用氫氟酸去除磁流體所產(chǎn)生的問題。

本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種去除外磁場調(diào)控非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)中磁流體的方法，其特征在于：將非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)水平放置在高壓箱內(nèi)，在生成三維周期結(jié)構(gòu)的玻璃基底的左右兩端分別設(shè)有通電線圈從而控制磁場強(qiáng)度，從三維周期結(jié)構(gòu)沿著水平方向的一側(cè)通入水蒸汽，水蒸汽經(jīng)過高壓緩慢浸入磁流體內(nèi)，在逐漸增加的磁場力作用下，磁流體隨水一同流出。

所述附著有三維周期結(jié)構(gòu)的玻璃基底水平放置在高壓箱內(nèi)。

所述壓力為0.5-2Mpa。

所述磁場力為200-400G，磁場力增速為10/m。

所述非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)的制備方法為：1）將橢球置于小玻璃瓶A中，利用超聲池超聲60min，使橢球均勻分散在去離子水中；2）從小玻璃瓶A中取出5ml帶有橢球的溶液，滴入濃度為0.3%的磁流體0.017ml，并超聲使之均勻分布，然后盛放于小玻璃瓶B中；3）將該玻璃瓶B置于高壓箱中，控制小玻璃瓶B液面處的磁場強(qiáng)度為210G；4）在蒸發(fā)溫度35℃，壓強(qiáng)為45mmHg的條件下，生長6h，在豎直放置的玻璃基底上得到空隙內(nèi)充滿磁流體的非磁性聚苯乙烯橢球膠體顆粒的三維周期結(jié)構(gòu)；5）將負(fù)載有三維周期結(jié)構(gòu)的玻璃基底水平放置，在外磁場的作用下，利用水蒸汽進(jìn)行侵蝕，去掉三維周期結(jié)構(gòu)中的磁流體成分，蒸汽侵蝕時間為10min，得到純聚苯乙烯非磁性橢球膠體顆粒的三維周期結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：將制備得到的非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)中的磁流體有效去除，不僅去除干凈，而且對三維周期結(jié)構(gòu)無影響。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一種去除外磁場調(diào)控非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)中磁流體的方法，利用高壓水蒸汽浸入三維周期結(jié)構(gòu)中的橢球膠體顆粒之間的磁流體，使得磁流體與橢球膠體顆的毛細(xì)作用力減小，并且磁流體遇水轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)，然后通過磁場力將磁流體從三維周期結(jié)構(gòu)中“抽出”，因非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)有厚度，通過線性增加磁場力，便于底層磁流體“抽出”。具體通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：將附著有非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)的玻璃基底水平放置在高壓箱內(nèi)，控制壓力為0.5Mpa，持續(xù)通入水蒸汽，磁流體受磁力作用從非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)“抽出”，“抽出”后的磁流體可用吸收掉。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所述非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)如下技術(shù)方法來實(shí)現(xiàn)：?

一種外磁場調(diào)控的非磁性橢球膠體顆粒三維周期結(jié)構(gòu)的組織方法，其特征在于，所述的方法包括下列步驟：