[发明专利]一种基于一维光子晶体的应力应变比色传感膜及制备方法

权利要求书

1.一种基于一维光子晶体的应力应变比色传感膜，其特征在于：所述传感膜由黑色弹性基底和组装在所述基底上的弹性一维光子晶体彩色膜组成，其中，

所述一维光子晶体彩色膜是由弹性体和与弹性体具有折射率差的材料在基底上交替层层组装而成，所述的一维光子晶体的应力应变比色传感膜的反射峰位移与所受应力和所产生的应变的数值呈线性关系，其中，

所述一维光子晶体彩色膜中所述弹性体为聚异戊二烯、聚丁二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或聚酰胺类材料；

所述黑色弹性基底由黑色物质和弹性体制得，其中，所述黑色物质为纳米炭黑、碳纳米管或聚多巴胺；所述黑色弹性基底中所述弹性体为聚异戊二烯、聚丁二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或聚酰胺类材料；

用于组装所述一维光子晶体彩色膜的与弹性体具有折射率差的材料为二氧化钛、二氧化锆、硫化锌、氧化锌、氧化铝、二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚双烯丙基二甘醇碳酸酯，或为上述材料与弹性体的混合物；

所述黑色弹性基底的厚度大于1μm，一维光子晶体彩色膜每一个组装周期的光学厚度之和为200～400nm。

2.权利要求1所述基于一维光子晶体的应力应变比色传感膜的制备方法，其特征在于：工艺步骤如下：

①制备黑色弹性体基底；

②制备具有折射率差的两种一维光子晶体组装溶液或分散液；

③将所述步骤②所得的两种溶液通过交替层层组装方法在基底上进行组装，加热干燥，控制光学厚度；所述制备方法中加热干燥条件为30～100℃加热3～180分钟。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤②制备的溶液或分散液质量分数为0.5％～20％。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述黑色弹性体基底按下述方法制得：将弹性体与溶剂混合，超声12h以内得混合液；再加入混合液质量0.1～10％的黑色物质超声12h以内，后将混合物离心处理后取上清液，于载玻片上涂布，待薄膜固化后既得。