一种颜色可调的凝胶光子晶体膜的制备方法

摘要

本发明提出了一种颜色可调的凝胶光子晶体膜的制备方法。该方法通过严格控制PS微球浓度以及和前驱液的体积比，在较低温度下，调控了PS微球的自组装速率和前驱液聚合速率的匹配，达到了在PS微球自组装成为结构有序胶体晶体的同时，前驱液聚合形成的水凝胶颗粒由氢键作用填充于胶体晶体的空隙中，形成蛋白石结构的胶体晶体-水凝胶复合结构，除去PS以后，形成了颜色可调的反蛋白石结构凝胶光子晶体膜。该类共沉积法制备的反蛋白石结构凝胶光子晶体膜具有结构规整呈三维有序排列的特点。

主权项

一种颜色可调的凝胶光子晶体膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)聚苯乙烯微球的制备以苯乙烯为主单体，丙烯酸为交联单体，过硫酸铵为引发剂，二次蒸馏水为溶剂，采用无皂乳液聚合法，制备出分散系数为0.005聚苯乙烯‑丙烯酸微球乳液(以下简称为PS乳液)，取出一定量配制成固含量1％～4％的PS乳液，超声震荡分散均匀后备用；(2)前驱液的配制称取丙烯酰胺，过硫酸铵，N，N′‑亚甲基双丙烯酰胺和二次蒸馏水，在磁力搅拌器上溶解混合均匀；(3)PS乳液与前驱液的混合在烧杯中，将步骤(1)制备的PS乳液与步骤(2)配制的前驱液按体积比10∶1～4∶1混合，并进一步超声震荡分散混合均匀；(4)胶体晶体‑水凝胶复合结构的制备将经过亲水处理过的载玻片，垂直放入盛有步骤(3)制备的混合液中，在恒温恒湿箱中，于温度40℃、湿度70％下，进行PS胶体晶体自组装和水凝胶单体聚合，50小时时间后取出，然后在100℃下烧结20min以增加其强度；(5)反蛋白石凝胶光子晶体膜的制备将由步骤(4)得到的复合结构，浸泡在二甲苯中，经过48h后取出，肉眼可以观察到鲜艳的颜色；进一步地，通过控制主单体、引发剂和水的加入量，可以得到不同粒径的单分散PS微球；进一步地，用不同粒径的单分散PS微球乳液，可以得到不同颜色的凝胶光子晶体膜。