一种具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜及其制备方法与流程

文档序号:24529093发布日期:2021-04-02 10:07阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜,其特征在于:包括基底及束缚于所述基底的温敏响应性光子晶体凝胶膜,所述温敏响应性光子晶体凝胶膜是由温敏响应性凝胶基体和固定在其中的磁性光子晶体弹性纳米链构成。

2.根据权利要求1所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜,其特征在于:所述磁性光子晶体弹性纳米链包括凝胶壳层及包覆在其中的超顺磁fe3o4@pvp胶体纳米粒子,所述超顺磁fe3o4@pvp胶体纳米粒子的直径为80-300nm。

3.根据权利要求2所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜,其特征在于:所述凝胶壳层为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸、n-异丙基丙烯酰胺中的至少一种聚合之后的产物。

4.根据权利要求1所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜,其特征在于:所述温敏水凝胶基体为n-异丙基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种聚合后的产物,其中n-异丙基丙烯酰胺的用量为50wt%-100wt%。

5.根据权利要求1所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜,其特征在于:所述具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜随温度变化,其颜色在两个色系内转变;在温度诱导区间内,其颜色基本不变;诱导区间后,随温度升高,光子带隙发生蓝移,其颜色向另一色系转变,直至发生体积相转变,其颜色消失诱导区间诱导区间。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将单分散的超顺磁纳米粒子与凝胶壳层的聚合单体、引发剂以及交联剂在溶剂中混合均匀得到混合液,在磁场的诱导下,固化得到具有弹性的磁性光子晶体弹性纳米链;

(2)将步骤(1)所得的磁性光子晶体弹性纳米链与温敏响应性凝胶基体的功能单体、引发剂以及交联剂在溶剂中混合均匀得到预聚液;

(3)将步骤(2)所得的预聚液涂覆在经亲水处理后的基底表面,施加磁场、固化预聚液,制备得到所述具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜。

7.根据权利要求6所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,超顺磁纳米粒子为超顺磁fe3o4@pvp胶体纳米粒子,其在混合液中的浓度为0.4~1.6g/ml,聚合单体为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸、n-异丙基丙烯酰胺中的至少一种,聚合物单体在混合液中的浓度为0.050~0.100g/ml;所述步骤(2)中,功能单体为n-异丙基丙烯酰胺与n-羟甲基丙烯酰胺,其在混合液中的浓度为1.5~5g/ml,二者质量比为10:0~5:5。

8.根据权利要求6所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、或2,2-二乙氧基苯乙酮、过硫酸铵的任意一种,用量为所述聚合单体总质量的1wt%~6wt%;交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯或n,n'-亚甲基双丙烯酰胺,交联剂的用量为所述聚合单体总质量的1wt%~10wt%;溶剂为水和乙二醇的混合液;磁场大小为150-1000gs。

9.根据权利要求6所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,预聚液中磁性光子晶体弹性纳米链的浓度为0.4~1.6g/ml;引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、或2,2-二乙氧基苯乙酮、过硫酸铵的任意一种,用量为所述功能单体质量的1wt%~6wt%;交联剂为n,n'-亚甲基双丙烯酰胺或二甲基丙烯酸乙二醇酯,交联剂的用量为所述功能单体的质量的1wt%~8.00wt%;溶剂为水或者乙醇和水的混合溶液。

10.根据权利要求6所述的具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中,磁场为250~600gs。


技术总结
本发明涉及显示材料领域,具体涉及一种具有宽温度诱导区间的响应性光子晶体薄膜及其制备方法,包括基底及束缚于所述基底的温敏响应性光子晶体凝胶膜,所述温敏响应性光子晶体凝胶膜是由温敏响应性凝胶基体和固定在其中的磁性光子晶体弹性纳米链构成。本发明的光子晶体薄膜,随温度变化,颜色在两个色系内转变。在温度诱导区间内,其颜色基本不变;诱导区间后,随温度升高,光子带隙发生蓝移,其颜色向另一色系转变,直至发生体积相转变,颜色消失。本发明的制备方法,将磁性光子纳米弹性链分散在温敏响应性凝胶预聚液中,涂覆在基底表面,结合磁取向技术和固化反应,得到基底束缚的凝胶薄膜,制作周期短,方法简单、易操作。

技术研发人员:马会茹;闫鹤轩;李刚;陈继涛;罗巍;官建国
受保护的技术使用者:武汉理工大学
技术研发日:2020.12.18
技术公布日:2021.04.02
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