[发明专利]无裂纹光子晶体的制备方法

权利要求书

1.一种无裂纹光子晶体的制备方法，其特征是：采用旋涂、喷涂或喷墨打印的方法，将单分散乳胶粒、水溶性聚合物单体、交联剂、引发剂及水混合后得到的混合物乳液均匀涂覆或打印到亲水柔性基材表面，然后在温度为50～85℃、相对湿度为50％～85％的条件下，使得上述单分散乳胶粒自组装在亲水柔性基材的表面，同时在上述温度和湿度条件下热引发混合物乳液中在单分散乳胶粒之间的水溶性聚合物单体聚合成聚合物，在上述单分散乳胶粒自组装在亲水柔性基材的表面的同时，得到以单分散乳胶粒为骨架，在单分散乳胶粒骨架的空隙中填充有聚合物的无裂纹光子晶体；

所述的无裂纹光子晶体是无裂纹复合蛋白石结构光子晶体或无裂纹且图案化的复合带隙的复合蛋白石结构光子晶体；

所述的混合物乳液中的单分散乳胶粒的含量为0.1～30wt％，水溶性聚合物单体与单分散乳胶粒的质量比为0.1∶1～8∶1，水溶性聚合物单体∶交联剂∶引发剂的质量比为1∶0.01∶0.01～1∶0.06∶0.06；余量为水。

2.根据权利要求1所述的无裂纹光子晶体的制备方法，其特征是：在使用喷墨打印的方法制备无裂纹且图案化的复合带隙的复合蛋白石结构光子晶体时，是将两种或两种以上含有不同粒径的单分散乳胶粒、水溶性聚合物单体、交联剂、引发剂及水混合后得到的混合物乳液，分别装于喷墨打印机的不同的墨盒中，其中每一墨盒中的单分散乳胶粒的粒径相同，且每一墨盒中的混合物乳液中的单分散乳胶粒的含量均为0.1～30wt％，水溶性聚合物单体与单分散乳胶粒的质量比为0.1∶1～8∶1，水溶性聚合物单体∶交联剂∶引发剂的质量比为1∶0.01∶0.01～1∶0.06∶0.06；经喷墨打印机进行图案打印并在温度为50～85℃、相对湿度为50％～85％的条件下，使上述单分散乳胶粒自组装在亲水柔性基材的表面，同时在上述温度和湿度条件下热引发乳液中在单分散乳胶粒之间的水溶性聚合物单体聚合成聚合物，得到无裂纹且图案化的复合带隙的复合蛋白石结构光子晶体。

3.根据权利要求1所述的无裂纹光子晶体的制备方法，其特征是：用溶剂溶解掉所述的无裂纹复合蛋白石结构光子晶体中作为骨架的单分散乳胶粒后，得到无裂纹反蛋白石结构光子晶体；

所述的无裂纹复合蛋白石结构光子晶体的光子带隙在250～2600nm之间；

所述的无裂纹反蛋白石结构的光子晶体的光子带隙在150～2500nm之间。

4.根据权利要求1或2所述的无裂纹光子晶体的制备方法，其特征是：用溶剂溶解掉所述的无裂纹且图案化的复合带隙的复合蛋白石结构光子晶体中作为骨架的单分散乳胶粒后，得到无裂纹且图案化的复合带隙的反蛋白石结构光子晶体；

所述的无裂纹且图案化的复合带隙的复合蛋白石结构光子晶体的光子带隙在250～2600nm之间；

所述的无裂纹且图案化的复合带隙的反蛋白石结构光子晶体的光子带隙在150～2500nm之间。

5.根据权利要求1或2所述的无裂纹光子晶体的制备方法，其特征是：所述的亲水柔性基材的厚度在0.01～0.7mm之间；

所述的亲水柔性基材选自锡纸、铝箔、铜箔、钛箔、镍箔中的一种；或选自金属锡、铝、铜、钛、镍中的两种以上的金属合金薄片中的一种；或者选自聚丙烯酸、聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、聚酰亚胺、空气等离子体处理过的聚二甲基硅氧烷和空气等离子体处理过的聚氨酯中的一种。

6.根据权利要求1、2或3所述的无裂纹光子晶体的制备方法，其特征是：所述的单分散乳胶粒的粒径是80～1100nm；选自单分散聚苯乙烯乳胶粒、单分散聚甲基丙烯酸甲酯乳胶粒、单分散聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)乳胶粒、单分散二氧化硅乳胶粒中的一种。

7.根据权利要求4所述的无裂纹光子晶体的制备方法，其特征是：所述的单分散乳胶粒的粒径是80～1100nm；选自单分散聚苯乙烯乳胶粒、单分散聚甲基丙烯酸甲酯乳胶粒、单分散聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)乳胶粒、单分散二氧化硅乳胶粒中的一种。

8.根据权利要求1或2所述的无裂纹光子晶体的制备方法，其特征是：所述的水溶性聚合物单体选自丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、丁烯酸、丁烯醇、甲基丙烯酸二甲胺乙酯及甲基丙烯酸羟乙酯所组成的组中的至少一种；

所述的聚合物选自聚丙烯酰胺、聚异丙基丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丁烯酸、聚丁烯醇、聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯及聚甲基丙烯酸羟乙酯所组成的组中的至少一种。