[发明专利]掺杂氧化石墨烯的光致聚合物全息记录材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种掺杂氧化石墨烯的光致聚合物全息记录材料及其制备方法，所述的全息记录材料成分包括聚乙烯醇、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、三乙醇胺、光敏剂和氧化石墨烯。制备的过程是将单体溶液和氧化石墨烯溶液分别加入聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀后加入光敏剂溶液，超声法除去气泡制得光致聚合物溶胶，然后将溶胶均匀涂布到洁净基片上，待水分充分挥发后得到光致聚合物全息记录材料。本发明制备的材料具有优良的全息性能和尺寸稳定性，适用于全息三维显示和体全息存储。

技术领域

本发明涉及光学记录材料领域，特别涉及一种可用于全息记录的掺杂氧化石墨烯的光致聚合物薄膜感光材料及其制备方法。

背景技术

光存储技术正逐渐替代传统的磁存储技术，占据信息存储的主流。当前应用较为广泛的光存储技术是二维光盘存储，主要利用激光在光盘表面局部点上是否发生反射来实现0或1的二进制数据读取。但是随着大数据信息存储时代的到来，光盘存储的局限性越来越明显，主要表现在：一是受系统衍射受限等的影响，存储密度已趋近于理论极限；二是按位存储和读出的“串行”方式限制了数据的传输速率。

全息存储被认为是最有可能实现的下一代光存储技术，其利用全息的方式记录和再现信息，具有存储密度高、传输速率快和冗余度高等特点。其中，体全息存储是一种具有代表性的全息存储技术。超高存储密度和超快传输速率的体全息存储技术，对记录材料的性能提出了一系列严格的要求，比如需要同时具有动态范围大、敏感性高、尺寸稳定性好、光学质量高以及厚度合适等全息存储性能。传统的光致聚合物记录材料虽然具有较好的全息性能，不需要后湿化处理等特点，但是水溶类材料也普遍具有收缩性大，全息性能不稳定，长期保存性能差等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种掺杂氧化石墨烯的光致聚合物全息记录材料及其制备方法，抑制材料的皱缩，提高尺寸稳定性，同时改善其全息性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

掺杂氧化石墨烯的光致聚合物全息记录材料，其成分包括聚乙烯醇、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、三乙醇胺、光敏剂和氧化石墨烯。其成分的质量百分比（wt％）为：聚乙烯醇40~60％、丙烯酰胺10~30％、亚甲基双丙烯酰胺0~10％、三乙醇胺20~40％、光敏剂0.05~0.3％和氧化石墨烯0.1~10％。其中聚乙烯醇的醇解度在80~99%。光敏剂选自以下的一种或多种：曙红Y、赤藓红B、亚甲基蓝、吖啶橙。

掺杂氧化石墨烯的光致聚合物全息记录材料的制备方法，包括以下步骤：

①清洗基片：将光学玻璃片切割成合适大小,先用无水乙醇在超声波清洗器中清洗，再用去离子水冲洗，最后放到烘箱中烘干待用；

②分别制备聚乙烯醇溶液、单体溶液、氧化石墨烯溶液和光敏剂溶液；

③将单体溶液和氧化石墨烯溶液分别加入聚乙烯醇溶液中混合，待搅拌均匀后加入光敏剂溶液，最后用超声法除去气泡制得光致聚合物溶胶；

④将光致聚合物溶胶均匀涂布到洁净基片上，放置36~48h自然晾干，待水分充分挥发后得到光致聚合物全息记录材料。

步骤②-④在暗室环境、温度20~25℃、相对湿度40~60％的条件下进行。

聚乙烯醇溶液的制备方法：将聚乙烯醇加入去离子水中，先常温搅拌10min，充分溶胀后水浴加热逐渐升温至60~90℃，边搅拌边加热，同时限制升温速度不超过150℃/h，搅拌速度为60~100r/min，溶解4h得到聚乙烯醇溶液。

单体溶液的制备方法：将丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺加入去离子水中，30~50℃恒温水浴加热搅拌均匀，然后取光引发剂三乙醇胺加入其中并持续搅拌均匀，制得单体溶液。

氧化石墨烯溶液的制备方法：将氧化石墨烯加入去离子水中，30~50℃恒温水浴加热搅拌均匀，制得氧化石墨烯溶液。