[發明專利]一種雙光學性質智能材料及其制備方法以及應用

有效

• 申請號: 201810585952.2
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108735410B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 何樂;李海;李超然
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01F1/01
• 分類號: H01F1/01;H01F41/00;G02F1/13;G02F1/09;G02F1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

本發明提供了一種雙光學性質智能材料及其制備方法以及應用，本發明受靜電勢的最小化所驅動，這些磁性納米顆粒組裝成晶體膠體陣列(CCAs)，納米材料懸浮液使磁響應液晶和光子晶體的結合在一個系統中，表現出各向異性的光學性質，光子能帶和雙折射的性質取決于納米顆粒的取向。動態調節納米棒CCAs的光學特性是通過應用外部磁場來控制納米棒的取向。結果表明，本發明提供的雙光學性質智能材料可以用低至50高斯的磁場調控其光學性質。本發明提供的雙光學性質智能材料可用一種刺激調節其雙重光學性質的特性將打開智能光學材料在不同領域的新應用。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種雙光學性質智能材料及其制備方法以及應用。

背景技術

由外部刺激引發的光學特性的動態調制一直是備受關注的的一個主題。期待實時操縱光學信號刺激了智能光學材料的發展，并有望廣泛應用在顯示、生物和化學傳感器、光學開關、智能窗戶和軍事偽裝等方面。一個特別成功的例子是基于調光效果的電響應液晶的液晶顯示器。通過改變施加的電場強度，透過液晶的光的強度可以被動態調節以顯示圖像，而且轉換速度非常快。響應型光子晶體代表另一種類型的智能光學材料、衍射波長和強度可以通過外部刺激控制。例如，Yin等人開發了一系列的磁響應性光子晶體(MRPCs)，具有快速、可逆磁光效應。磁場調控的等離子共振性質也被報道通過整體旋轉懸浮液中的金納米棒。最近，Kornyshev等人發展了一個電場調控的納米等離子共振平臺，可以調節樣品在鏡子和透明狀態之間切換。盡管有這些進展，大多數系統只允許用同一種刺激調節單一光學性質。開發新類型的智能光學材料，且單一刺激可用來快速、可控的方式來獨立調節不同的光學特性，這一領域尚處于起步階段。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種雙光學性質智能材料及其制備方法以及應用，本發明提供的雙光學性質智能材料能夠用磁場快速可控的調節雙重光學性質。

本發明提供了一種雙光學性質智能材料，其特征在于，包括磁性物質和溶劑，所述磁性物質為磁性納米顆粒和包覆于所述磁性納米顆粒表面的二氧化硅層，所述磁性納米顆粒為非球形的Fe₃O₄納米顆粒。

優選的，所述磁性納米顆粒為棒狀、橢球形、片狀。

優選的，所述溶劑選自水或水與乙醇的混合溶液，所述磁性物質的質量濃度為10％～24％。

優選的，所述二氧化硅層的厚度為15～80nm。

本發明還提供了一種上述雙光學性質智能材料的制備方法，包括以下步驟：

A)在催化劑存在的條件下，向經過修飾的含鐵的納米顆粒的分散液中滴加原硅酸四乙酯，進行反應，所述含鐵的納米顆粒為非球形；

B)將步驟B)得到的反應產物在還原氣氛下進行煅燒，得到磁性物質；

C)將所述磁性物質分散于溶劑中，得到雙光學性質智能材料。

優選的，所述催化劑選自氨水。

優選的，經過修飾的含鐵的納米顆粒中，所述修飾的修飾劑選自PAA或PVP，所述含鐵的納米顆粒選自α-Fe₂O₃納米顆粒或FeOOH納米顆粒。

優選的，步驟B)中，所述還原氣氛選自氫氣，當所述含鐵的納米顆粒為FeOOH時，所述煅燒溫度為350℃，當所述含鐵的納米顆粒為α-Fe₂O₃時，所述煅燒溫度為400℃。

本發明還提供了一種上述雙光學性質智能材料在用于制備防偽材料和顯示材料中的應用。

優選的，采用磁場控制所述智能材料的雙光學性質，所述磁場的強度為50～2000高斯。