專利名稱：一種光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料及其制備方法，屬于新材料制備領(lǐng)域，具體屬于生色新材料制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)生色是由物體的結(jié)構(gòu)特征所引起的光的反射、干涉或衍射，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色(Pete Vukusic and J. Roy Sambles, Nature, 2003，424，852-855)是當今顏色化學的一個嶄新方向。結(jié)構(gòu)生色主要通過介電層堆疊、蝕刻平版印刷與膠體組裝等技術(shù)實現(xiàn)(ZhaoH. Fang, Christian Punckt, Eva Y. Leung, Hannes C. Schniepp and Ilhan A. Aksay.AppliedOptics, 2010, 49, 6689-6696;Shao-Hui Kang, Tzu-Yao Tai and Te-Hua Fang. Current AppIiedPhysics, 2010, 10, 625-630;Velev, 0. D. , Lenhoff, A. M. and Kaler,E.W. Science, 2000, 287，2240-2243)。其中膠體組裝是將膠粒進行有序組裝，形成高低折射率材料交替排列的光子晶體，具有光子帶隙特性，當入射光頻率處在光子帶隙中，不能穿過光子晶體，被強烈反射，產(chǎn)生色彩，是結(jié)構(gòu)生色的有效途徑之一。目前人工光子晶體結(jié)構(gòu)生色體系主要為高折射率的材料與低折射率材料在基材上通過重力或毛細管作用進行組裝獲得，但組裝時間長達幾天甚至數(shù)周；為進一步改善其組裝與顏色性能，相關(guān)學者一方面將方向與強度易于控制的電場或磁場弓I入組裝體系，利用電場加速帶電微納結(jié)構(gòu)向基質(zhì)的沉降，而磁場則通過加速微納結(jié)構(gòu)在基質(zhì)上定向排列實現(xiàn)，但相關(guān)電磁場組裝裝置比較復(fù)雜。人工光子晶體結(jié)構(gòu)生色由于其生色機理是對可見光的選擇性反射，其顏色易受其他剩余可見透射光與背景光的干擾，造成色彩暗淡、不純正，且組裝難度大。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種顏色艷麗的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料及其制備方法，即將黑色染料引入高折射率材料的縫隙，借助升溫加速溶劑揮發(fā)，從而快速構(gòu)建顏色艷麗光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料。一種光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料，在基質(zhì)上呈周期性緊密排布的高折射率材料微球的縫隙中含有黑色染料。所述高折射率材料微球選自聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、二氧化硅、三氧化二鋁或二氧化鈦微球中的一種,其粒徑為10(T400nm。本發(fā)明所述光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料為多層結(jié)構(gòu)材料，包括基質(zhì)層和光子晶體層，所述光子晶體層由緊密排布的高折射率材料微球和位于微球間隙中的黑色染料組成，其中高折射率材料微球以緊密排布形式排列于基質(zhì)上。本發(fā)明所述黑色染料是水溶性的黑色染料或水溶性的拼混的黑色染料，其中，水溶性的黑色染料優(yōu)選酸性黑、直接黑，進一步優(yōu)選酸性黑f 23、酸性黑210、酸性黑234、直接黑廣25 ;水溶性的拼混的黑色染料優(yōu)選由酸性黃、酸性紅、酸性藍拼混的黑色染料或由直接黃、直接紅、直接藍拼混的黑色染料。
本發(fā)明所述光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料中的基質(zhì)優(yōu)選玻璃、硅片、鋼片、銅片、鋁片、錫箔、棉布、絲綢、塑料薄膜、滌綸或紙。本發(fā)明所述光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料中的高折射率材料的優(yōu)選粒徑是20(T320nm的聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、二氧化硅、三氧化二鋁或二氧化鈦微球，進一步優(yōu)選粒徑是 230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、300nm 或 320nm 的聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、
聚丙烯酰胺、二氧化硅、三氧化二鋁或二氧化鈦微球。本發(fā)明的另一目的是提供一種光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的制備方法，具體方法如下將黑色染料水溶液與高折射率材料微球乳液混合，經(jīng)超聲分散后，均勻滴到基質(zhì)上，將基質(zhì)升溫至4(Γ90攝氏度，待干燥至水分揮發(fā)完畢后，即得光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料，其中，所述黑色染料水溶液的質(zhì)量百分比濃度是O. 01°Γθ. 5%，高折射率材料微球 乳液的質(zhì)量百分比濃度是10% ;所述黑色染料水溶液與高折射率材料微球乳液的體積比是1:6 1:3。本發(fā)明所述的高折射率材料微球乳液是將高折射率材料微球加入至去離子水中制的。本發(fā)明所述制備方法中超聲分散的步驟中，將所得黑色染料水溶液與高折射率材料微球乳液混合后超聲分散至均勻混合的狀態(tài)，優(yōu)選為lOmin。本發(fā)明所述制備方法中優(yōu)選將混合溶液滴到基質(zhì)上后升溫至5(Γ70攝氏度，進一步優(yōu)選將混合溶液滴到基質(zhì)上后升溫至50攝氏度。本發(fā)明所述制備方法中優(yōu)選黑色染料水溶液的質(zhì)量百分比濃度是O. 3%。本發(fā)明所述制備方法中優(yōu)選黑色染料水溶液與高折射率材料微球乳液的體積比是 1:3。染料濃度較高時結(jié)構(gòu)色薄膜上出現(xiàn)較多的黑色斑點，而高折射率材料微球乳液的濃度較低時成膜面積較小。本發(fā)明所述光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料具有色彩艷麗的優(yōu)點，適用于玻璃、硅片、鋼片、銅片、鋁片、棉布、絲綢、塑料薄膜或紙的著色，具有廣闊的應(yīng)用前景。


本發(fā)明附圖3幅圖I為實施例78所得的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的照片；圖2為實施例78所得的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的掃描電鏡圖；圖3為實施例78所得的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的反射光譜圖。
具體實施例方式下述非限制性實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實施例中所述試驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得，或可以常規(guī)方法制備。實施例I
稱取酸性黑2100. 08g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與質(zhì)量百分比濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例2 25稱取O. 08g 酸性黑 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、234代替實施例I的酸性黑210，用30ml去離子水溶解，配成水溶液，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。

實施例26 50稱取O. 08g 直接黑 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25代替實施例I酸性黑210，用30ml去離子水溶解，配成水溶液，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例51利用酸性黃I、酸性紅2、酸性藍I拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例52利用酸性黃4、酸性紅17、酸性藍25拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例53利用酸性黃17、酸性紅2、酸性藍35拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例54利用酸性黃20、酸性紅45、酸性藍50拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例55利用酸性黃34、酸性紅12、酸性藍I拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例56利用酸性黃45、酸性紅2、酸性藍5拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例57利用酸性黃6、酸性紅60、酸性藍30拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例58利用酸性黃9、酸性紅10、酸性藍11拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例59利用酸性黃12、酸性紅23、酸性藍40拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例60利用直接黃I、直接紅3、直接藍5拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例61利用直接黃2、直接紅4、直接藍6拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例62利用直接黃8、直接紅9、直接藍10拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮 麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例63利用直接黃12、直接紅15、直接藍20拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例64利用直接黃23、直接紅24、直接藍48拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例65利用直接黃30、直接紅34、直接藍44拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例66利用直接黃5、直接紅8、直接藍22拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例67利用直接黃22、直接紅40、直接藍56拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例68利用直接黃33、直接紅67、直接藍58拼色，得到黑色染料溶液，濃度為O. 3%，與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例69稱取酸性黑2100. 02g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例70稱取酸性黑2100. 04g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%,粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。實施例71
稱取酸性黑210 O. 06g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例72稱取酸性黑210 O. IOg用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例73稱取酸性黑210 O. 12g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與 濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例74稱取酸性黑210 O. 14g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例75稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為230nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例76稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為240nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例77稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為250nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例78稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%,粒徑為260nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。
圖I為實施例78所得的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的照片。從圖I可以看出本實施例所得聚苯乙烯光子晶體生色材料的顏色為黃色；圖3為實施例78所得的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的反射光譜圖；圖2為實施例78所得的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的掃描電鏡圖，從圖2中可以看出高折射率材料微球在基質(zhì)上呈周期性排布，微球間的縫隙中含有黑色染料。實施例79稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為270nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例80 稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為280nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例81稱取酸性黑2100. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%,粒徑為300nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色売I 的聚苯乙稀光子晶體。
實施例82稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例83稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%,粒徑為340nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后,超聲分散IOmin,將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例84稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至60攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例85稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至70攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。
實施例86稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至80攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例87稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至90攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。、實施例88稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚丙烯酸酯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至80攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚丙烯酸酯光子晶體。實施例89稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚丙烯酰胺微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至90攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚丙烯酰胺光子晶體。實施例90稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的二氧化硅微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至90攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的二氧化硅光子晶體。實施例91稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為230nm的三氧化二鋁微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至80攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的三氧化二鋁光子晶體。實施例92稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為240nm的二氧化鈦微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至70攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的二氧化鈦光子晶體。實施例93稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為250nm的聚丙烯酸酯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚丙烯酸酯光子晶體。實施例94稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為260nm的聚丙烯酰胺微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至70攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚丙烯酰胺光子晶體。實施例95稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為280nm的二氧化硅微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至60攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的二氧化硅光子晶體。 實施例96稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為300nm的三氧化二鋁微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至70攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的三氧化二鋁光子晶體。實施例97稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為340nm的二氧化鈦微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在載玻片上，并在載玻片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的二氧化鈦光子晶體。實施例98稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在硅片上，并在硅片底部加熱至60攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例99稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在銅片上，并在銅片底部加熱至70攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例100稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在紙上，并在紙底部加熱至80攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例101稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚苯乙烯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在滌綸上，并在滌綸底部加熱至90攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚苯乙烯光子晶體。實施例102稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚丙烯酸酯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在紙上，并在紙底部加熱至80攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚丙烯酸酯光子晶體。實施例103稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的聚丙烯酰胺微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在滌綸上，并在滌綸底部加熱至90攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚丙烯酰胺光子晶體。實施例104稱取酸性黑2100. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為320nm的二氧化硅微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在硅片上，并在硅片底部加熱至90攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的二氧化硅光子晶體。實施例105稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為230nm的三氧化二鋁微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在銅片上，并在銅片底部加熱至80攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的三氧化二鋁光子晶體。實施例106稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為240nm的二氧化鈦微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在鋁片上，并在鋁片底部加熱至70攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的二氧化鈦光子晶體。實施例107稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為250nm的聚丙烯酸酯微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在陶瓷片上，并在陶瓷片底部加熱至50攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚丙烯酸酯光子晶體。實施例108稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與濃度為10%，粒徑為260nm的聚丙烯酰胺微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散IOminJf其均勻的滴在錫箔上，并在錫箔底部加熱至70攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的聚丙烯酰胺光子晶體。實施例109稱取酸性黑210 O. 16g用30ml去離子水溶解。將溶解好的黑色染料的水溶液與、濃度為10%，粒徑為280nm的二氧化硅微球乳液按體積比1:3復(fù)配后，超聲分散lOmin，將其均勻的滴在塑料上，并在塑料底部加熱 至60攝氏度，等水分揮發(fā)完畢后，便得到了顏色亮麗的二氧化硅光子晶體。
權(quán)利要求
1.一種光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料，在基質(zhì)上呈周期性緊密排布的高折射率材料微球的縫隙中含有黑色染料。
所述高折射率材料微球選自聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、二氧化硅、三氧化二鋁或二氧化鈦微球中的一種，其粒徑為10(T400nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料，其特征在于所述黑色染料為水溶性的黑色染料或水溶性的拼混的黑色染料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料，其特征在于所述基質(zhì)是玻璃、硅片、鋼片、銅片、鋁片、錫箔、棉布、絲綢、塑料薄膜、滌綸或紙。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料，其特征在于所述高折射率材料的粒徑是 20(T320nm。
5.一種光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的制備方法，其特征在于將黑色染料水溶液與高折射率材料微球乳液混合，經(jīng)超聲分散后，均勻滴到基質(zhì)上，將基質(zhì)升溫至4(T90攝氏度，待干燥至水分揮發(fā)完畢后，即得光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料， 其中，所述黑色染料水溶液的質(zhì)量百分比濃度是0. 019T0. 5%，高折射率材料微球乳液的質(zhì)量百分比濃度是10% ;所述黑色染料水溶液與高折射率材料微球乳液的體積比是1:6 1:3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料的制備方法，其特征在于所述制備方法中將混合溶液滴到基質(zhì)上后升溫至5(T70攝氏度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料及其制備方法，屬于新材料制備領(lǐng)域，具體屬于生色新材料制備領(lǐng)域。一種光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料，是在基質(zhì)上呈周期性排布的高折射率材料微球間的縫隙含有少量黑色染料。本發(fā)明所述光子晶體結(jié)構(gòu)生色材料具有色彩艷麗的優(yōu)點，適用于玻璃、硅片、鋼片、銅片、鋁片、棉布、絲綢、塑料薄膜或紙的著色，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C09B67/24GK102702791SQ201210160540
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者唐炳濤, 張淑芬, 林濤 申請人:大連理工大學