[发明专利]一种可表面形变的纳米复合膜的制备方法和应用

说明书

一种可表面形变的纳米复合膜的制备方法和应用涉及表面浮雕周期结构制作和光学信息存储技术领域，解决了需求贵金属纳米颗粒引入可表面形变的聚合物体系的制备方法的问题，制备方法包括：制备聚合物水溶液，聚合物具有羟基官能团；制备浓度为0.05mol/L～0.2mol/L的硝酸银水溶液；将硝酸银水溶液和聚合物水溶液按1:0.5～1:4的体积比混合得到AgNO₃/聚合物混合溶液；取混合溶液滴涂在玻璃衬底上，通过预热处理得到含有银核的聚合物薄膜。本发明制备方法制备的薄膜光能转换效率高，可实现表面浮雕光栅和复杂周期性微/纳结构的制备；也能够用于全息光存储中，通过旋转复用技术实现超高密度数据存储，且保存时间久。

技术领域

本发明涉及表面浮雕周期结构制作和光学信息存储技术领域，具体涉及一种可表面形变的纳米复合膜的制备方法和应用。

背景技术

科技发展正将人类从信息技术时代带入数据技术时代，数据无时无刻不在产生，因此，高密度、高速率、大容量、低功率和长寿命的存储技术就成为了社会的重大需求。全息存储作为新一代光子型存储技术，有望满足当今信息时代对海量数据存储、特别是冷数据存储的需求。现有的有机、无机薄膜能够应用在全息存储领域，但是其全息光栅稳定性较差、无法实现高密度全息存储，并且存在保存环境要求高、保存时间短、记录容量小的局限和缺点，影响着全息存储的使用和发展。

表面浮雕光栅(SRGs)在数据存储、衍射光学元件、微米和纳米材料加工以及可形变电子学等领域中有广泛应用。SRGs的形成过程取决于许多参数，例如辐照波长和强度，聚合物的化学性质和分子量，光敏分子的含量以及它们与聚合物的连接方式等。具有嵌入的偶氮苯基团聚合物薄膜，在可见光的全息干涉图样照射过程中，由于其能够有效吸收光能而转换为大幅度的机械形变，薄膜表面形成波峰和波谷，从而在材料表面形成空间起伏的三维周期性结构。通常，SRGs的周期在微米范围内，调制深度为几百纳米，这意味着运动发生的规模比光敏分子尺寸高出几个数量级，这包含了分子的集体运动和分子偶联的基质协同运动。第一个SRGs的例子是1995年Natansohn和Tripathy两个小组独立地报道的，他们利用两束激光干涉照射在偶氮苯非晶态薄膜上诱导形成SRGs。自此以后，用各种光功能材料如非晶态聚合物、侧链液晶聚合物、超分子体系等非晶态分子物质报道了光致SRGs过程。此后的25年来，关于光致诱导表面浮雕结构一直局限于光能转换效率较低的纯有机物体系。如何进一步提升光能转换效率和SRGs的多功能化应用已成为本领域发展的瓶颈性问题。

贵金属纳米颗粒具有局域表面等离激元共振吸收特性，它在激发光频率匹配时能够高效吸收光能，但如何将贵金属纳米颗粒引入可表面形变的聚合物体系中尚未有报道。因此需求一种贵金属纳米颗粒引入可表面形变的聚合物体系的制备方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可表面形变的纳米复合膜的制备方法和应用。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种可表面形变的纳米复合膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备聚合物水溶液，所述聚合物具有羟基官能团；

S2、制备浓度为0.05mol/L～0.2mol/L的硝酸银水溶液；

S3、将硝酸银水溶液和聚合物水溶液按1:0.5～1:4的体积比混合得到AgNO₃/聚合物混合溶液；

S4、取AgNO₃/聚合物混合溶液滴涂在玻璃衬底上，通过预热处理得到含有银核的聚合物薄膜，即得到一种可表面形变的纳米复合膜。

一种可表面形变的纳米复合膜，采用所述的一种可表面形变的纳米复合膜的制备方法制备。

所述一种可表面形变的纳米复合膜在全息存储中应用和在制备表面浮雕光栅中应用。

本发明的有益效果是：