[发明专利]在超疏水生物体或超疏水仿生物体的表面制备无裂纹光子晶体的方法

权利要求书

1.一种在超疏水生物体或超疏水仿生物体的表面制备无裂纹光子晶体的方法，其特征是：将单分散微球分散在水中形成乳液，在温度为5～95℃、湿度为5～95％的条件下，将乳液置于超疏水生物体或超疏水仿生物体的表面，依靠乳液中单分散微球自身的重力作用进行沉积，在超疏水生物体或超疏水仿生物体的表面上制备得到由上述单分散微球自组装形成的自支撑无裂纹蛋白石结构的光子晶体；

所述的单分散微球是单分散乳胶粒或单分散二氧化硅微球；

所述的超疏水生物体或超疏水仿生物体的表面与水的接触角≥120°。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：将制备得到的自支撑无裂纹蛋白石结构的光子晶体作为牺牲模板，在构成所述牺牲模板的单分散微球之间的空隙中填充功能性物质之后，再除去所述的牺牲模板，制备得到自支撑无裂纹反蛋白石结构的光子晶体；

所述的功能性物质是无机氧化物的溶胶、制备固体单质的前驱体、聚合物单体或聚合物中的一种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的无机氧化物的溶胶选自SiO₂溶胶、TiO₂溶胶和ZnO溶胶中的一种；

所述的制备固体单质的前驱体选自制备Si的前驱体乙硅烷、制备C的前驱体蔗糖和制备Ge的前驱体乙锗烷中的一种；

所述的聚合物单体是吡咯；

所述的聚合物是环氧树脂或酚醛树脂。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的除去所述的牺牲模板所采用的方法选自煅烧、有机溶剂溶解及氢氟酸溶解方法中的一种或几种；

所述的煅烧温度是160℃～600℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的超疏水生物体选自荷叶、稻叶、蝴蝶翅膀、孔雀羽毛中的一种；

所述的超疏水仿生物体是将所述的超疏水生物体作为模板，通过复型的方法制备得到表面具有荷叶、稻叶、蝴蝶翅膀、孔雀羽毛的结构中的一种的聚合物体。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：所述的聚合物选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯中的一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的单分散微球在乳液中的质量分数为0.01～30wt％，其它为水。

8.根据权利要求1、2或7所述的方法，其特征是：所述的单分散微球的粒径为80～1100nm；所述的单分散乳胶粒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)聚合物乳胶粒中的一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的自支撑无裂纹蛋白石结构的光子晶体的光子带隙在200～2600nm之间。

10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征是：所述的自支撑无裂纹蛋白石结构的光子晶体选自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)和二氧化硅中的一种。

11.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的自支撑无裂纹反蛋白石结构的光子晶体的光子带隙在150～2500nm之间。

12.根据权利要求2或11所述的方法，其特征是：所述的支撑无裂纹反蛋白石结构的光子晶体是无机氧化物，选自SiO₂、TiO₂和ZnO中的一种；或者

所述的自支撑无裂纹反蛋白石结构的光子晶体是固体单质，选自Si、C和Ge中的一种；或者

所述的自支撑无裂纹反蛋白石结构的光子晶体是聚合物，选自聚吡咯、环氧树脂和酚醛树脂中的一种。