[發(fā)明專利]一種柔性可拉伸的多模式紫外響應復合材料及其制備和應用

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• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111909684A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 方華靖;靖凱;趙澤天;魏朋;周立君
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K9/02;G01N21/33
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種柔性可拉伸的多模式紫外響應復合材料及其制備和應用，包括PDMS基體材料，所述PDMS基體材料內部包裹兩種光功能材料，兩種光功能材料在PDMS基體材料中均勻混合，所述光功能材料分別為光致發(fā)光材料和光致變色材料。本發(fā)明將光致變色和光能發(fā)光兩種技術結合起來，優(yōu)勢互補，滿足隨時隨地紫外檢測的需求，極大地拓展多模式紫外響應復合材料的應用場景。

技術領域

本發(fā)明涉及紫外響應復合材料技術領域，特別涉及一種柔性可拉伸的多模式紫外響應復合材料及其制備和應用。

背景技術

紫外線是一種常見的電磁輻射，其波長范圍在10～400nm之間。由于波長短、能量大，紫外線在工業(yè)生產和日常生活中具有廣泛的運用，如半導體行業(yè)的光刻工藝和餐具的紫外線消毒柜等等。太陽光譜中也有將近9％的能量分布在紫外波段，與地球上多種生物的生存繁衍息息相關。然而，過量的紫外線會影響細胞的新陳代謝，例如會造成色素沉淀和皮膚病變。由于紫外線是人眼無法直接觀測的，利用各種光功能材料對紫外線進行探測或指示具有重要意義。

光致變色指的是某些化合物在一定的波長和強度的光作用下分子結構或化學成分發(fā)生變化，從而導致其對光的吸收峰值相應改變。如果吸收峰值變化的范圍恰好處在可見光波段，就能夠引起人眼可見的顏色變化，并且這種改變一般是可逆的。停止入射光的刺激，材料的顏色能夠恢復到初始狀態(tài)。采用對紫外線敏感的光致變色材料可以將看不見的紫外線轉化為人眼可見的顏色變化，從而判斷特定空間是否存在紫外線。但這種材料的應用嚴重依賴于環(huán)境光的照明，在伸手不見五指的漆黑環(huán)境下，即使材料發(fā)生了明顯的變色現象也無法被人眼察覺。另一方面，光致發(fā)光是指物體經受外界光源進行照射，從而獲得能量，產生激發(fā)導致發(fā)光的現象。該過程歷經光吸收、能量傳遞及光發(fā)射三個主要階段，光的吸收及發(fā)射都涉及到能級之間的躍遷。針對不同發(fā)光材料而言，其激發(fā)波長和發(fā)射波長都不盡相同。采用能夠被紫外線激發(fā)的材料，通過能量傳遞轉換為可見光釋放出來，就可以實現黑暗環(huán)境中的紫外線檢測了。這類材料釋放的可見光強度通常較弱，在晴朗的白天或照明狀況良好的環(huán)境中不易被察覺。

發(fā)明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種柔性可拉伸的多模式紫外響應復合材料及其制備和應用，將光致變色和光能發(fā)光兩種技術結合起來，優(yōu)勢互補，滿足隨時隨地紫外檢測的需求，極大地拓展多模式紫外響應復合材料的應用場景。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種柔性可拉伸的多模式紫外響應復合材料，包括PDMS基體材料1，所述PDMS基體材料1內部包裹兩種光功能材料，兩種光功能材料在PDMS基體材料1中均勻混合，所述光功能材料分別為光致發(fā)光材料2和光致變色材料3；

所述PDMS基體材料1包括主劑：硬化劑，質量比為10:1；

所述的PDMS基體材料1為5～8.8g，光致變色材料3為0.025～0.2g，光致發(fā)光材料2為0.5～2.8g。

一種柔性可拉伸的多模式紫外響應復合材料的制備方法，包括以下步驟；

1)將要盛放復合材料的培養(yǎng)皿等容器清洗干凈；

2)配置復合材料：將光致發(fā)光材料2、光致變色材料3和PDMS基體材料1按一定比例加入到干凈容器中，先將PDMS基體材料1放入容器中，光致發(fā)光材料2和光致變色材料3不分先后；

3)將步驟2)均勻混合，所配好的物質攪拌均勻，形成混合體系，攪拌要一直持續(xù)到沒有大顆粒團聚體存在；

4)將步驟3)混合體系真空除氣泡與加溫固化：將所得PDMS混合體系進行抽真空去除攪拌造成的氣泡，除氣泡結束后加熱保持溫度；

5)將步驟4)加熱固化完成的復合材料薄膜在培養(yǎng)皿中取出得到柔性可拉伸的多模式紫外響應復合材料。