[發(fā)明專利]透明復合光子晶體材料及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810008537.0
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108287378B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 汪長春;克里斯蒂安·格哈德·謝弗;董旭;吳攀
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;C08F220/14;C08F222/14;C08F220/18
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種復合光子晶體材料，其特征在于，主要包括第一種材料和第二種材料，第一種材料形成的顆粒在第二種材料形成的基質(zhì)材料中排列成三維周期結構，在初始狀態(tài)下，第一和第二種材料的折射率是一樣的，此時復合光子晶體材料為透明；在自然光條件下觀看時，在外部刺激條件下，第一種材料的折射率n₁和/或第二種材料的折射率n₂發(fā)生相應變化，但是第一種材料和第二種材料的折射率對外部刺激的響應不同，從而擁有不同的折射率，由此復合光子晶體材料由無色透明變成有顏色；

所述復合光子晶體材料的形態(tài)為核殼結構的顆粒，即每個核殼結構的顆粒包括核和圍繞該核的外殼，并且，所述核形成的顆粒即第一種材料形成的顆粒在外殼形成的基質(zhì)材料即第二種材料中三維周期性排列；

所述核形成的顆粒平均粒徑為5nm至2000nm；且核形成的顆粒具有單分散的尺寸分布。

2.根據(jù)權利要求1所述的復合光子晶體材料，其特征在于，所述核形成的顆粒以密堆積的三維晶格方式分散于基質(zhì)材料中，即核形成的顆粒以面心立方晶格的形式置于基質(zhì)材料中；且所述核形成的顆粒的晶格的平面平行于復合光子晶體材料的表面。

3.根據(jù)權利要求1所述的復合光子晶體材料，其特征在于，形成核的第一種材料不能流動，這是通過使用具有相應高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的聚合物材料來實現(xiàn)。

4.根據(jù)權利要求3所述的復合光子晶體材料，其特征在于，所述第一種材料選用聚甲基丙烯酸甲酯PMMA；所述第二種材料選用聚丙烯酸酯類材料和聚甲基丙烯酸芐酯PBzMA的共聚物；其中，聚丙烯酸酯類材料為聚丙烯酸乙酯，聚甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸異丁酯，聚甲基丙烯酸叔丁酯或聚甲基丙烯酸乙酯；并通過調(diào)控聚丙烯酸酯類材料和聚甲基丙烯酸芐酯的質(zhì)量比例，使得基質(zhì)材料的平均折射率和第一種材料的折射率相等，從而使得復合光子晶體材料在初始狀態(tài)為透明。

5.根據(jù)權利要求1-4之一所述的復合光子晶體材料，其特征在于，所述核殼結構的顆粒還包括中間層，即外殼通過中間層與核結合；所述中間層是交聯(lián)的聚合物層。

6.根據(jù)權利要求5所述的復合光子晶體材料，其特征在于，所述中間層的質(zhì)量為核的質(zhì)量的1%-99%；中間層的厚度為10-20nm。

7.根據(jù)權利要求6所述的復合光子晶體材料，其特征在于，形成所述中間層的材料為二官能或低官能單體。

8.根據(jù)權利要求1-4、6-7中任一項所述的復合光子晶體材料，其特征在于，還包含助劑和/或添加劑，這些組分用來提供復合光子晶體材料所需的性質(zhì)；該助劑是：抗氧化劑，UV穩(wěn)定劑，殺菌劑，增塑劑，流平助劑和熔融助劑中的至少一種；該添加劑是：粘合劑，脫模助劑和粘度調(diào)節(jié)劑中的至少一種。