一种呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜的制备方法，属于光子晶体结构色制备技术领域。取单分散性和均一性良好的平均粒径为340±10nm SiO2微球，配制浓度为1‑3wt％的SiO2胶体溶液，超声分散2‑4h。将清洗过的基片垂直固定在超声分散的SiO2胶体溶液中，放入干燥箱中，控制干燥时间为24‑30h，干燥温度为40‑65℃；采用真空离子溅射法在组装好的SiO2胶体晶体膜表面镀厚度为5‑10nm的铂金膜，使其对光子禁带的反射强度明显提高，宏观上随入射光角度的变化呈现绚丽的彩虹色。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光子晶体结构色制备
，特别涉及一种呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜的制备方法。
技术介绍
结构色是当光线照射到物体表面的时候，通过可见光与物质的物理上的微观结构发生相互作用，产生的对某些波长的选择性反射和透射的效应，导致我们感知到颜色。结构色现象在自然界中并不少见，比如蓝色的天空源自瑞利散射，水面上油渍的颜色源自薄膜干涉，彩虹源自折射等。结构色与物质微结构和材料性质有关，只要产生结构色的微结构极其材料的物理性质不变，结构色永不褪色。结构色是运用结构产生颜色，比色素更环保。传统色剂的生产会引起水资源的大量消耗，造成环境污染，有些色剂还有毒、不可降解和易褪色，所以，结构色在替代传统色剂、防伪和装饰领域有着很广阔的应用前景。SiO2胶体晶体膜以其制备工艺简单，不需要特殊的设备，制备过程不会造成任何环境污染在结构色应用方面具有潜在的优势。目前，SiO2胶体晶体膜在结构色应用方面的一个突出问题就是呈现微弱的彩虹色，色饱和度低，只有有经验的人在特定的角度下才可以察觉到颜色，呈色不够绚丽，因而限制了它的应用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜的制备方法，以解决目前SiO2胶体晶体膜呈现微弱的彩虹色，呈色不够绚丽的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜的制备方法，包括如下步骤：(1)取平均粒径为340±10nmSiO2微球，放入乙醇中搅拌均匀，配制浓度为1-3wt％的SiO2胶体溶液，超声分散2-4h；(2)用去离子水清洗基片，然后分别在去离子水和乙醇中超声清洗30-90min后烘干备用，将清洗过的基片垂直固定在已超声分散的SiO2胶体溶液中，将其移入干燥箱中，干燥时间为24-30h，干燥温度为40-65℃，烘干得到组装好的SiO2胶体晶体膜；(3)将从烘箱中取出的SiO2胶体晶体膜放入真空离子溅射镀膜机中镀铂金膜，使SiO2胶体晶体膜表面的铂金膜厚度为5-10nm，即可得到呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜。所述基片为玻璃基片、金属基片、有机基片等。所述步骤(3)中，通过控制镀膜电流和时间实现对SiO2胶体晶体膜表面的铂金膜厚度的控制。例如，可设置镀膜电流为10mA,镀膜时间为50-100s。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术所得的SiO2胶体晶体膜微观上呈现高质量的密排六方结构，由于该胶体晶体膜表面喷涂了铂金膜，使其对光子禁带的反射强度明显提高，在自然光的照射下，随入射光角度的变化呈现绚丽的彩虹色。(2)本专利技术所得的SiO2胶体晶体彩虹膜无毒、高亮度、高饱和度、永不退色，是一种环境友好材料，同时，该胶体晶体彩虹膜具有不可复制性，在防伪和装饰领域有着广阔的应用前景。(3)本专利技术所得的SiO2胶体晶体彩虹膜制备工艺简单，不需要特殊的设备，制备过程不会造成任何环境污染。附图说明图1是本专利技术SiO2胶体晶体彩虹膜的微观形貌图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。本专利技术一种呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜的制备方法，包括如下步骤：(1)取少量单分散性和均一性良好的平均粒径为340±10nmSiO2微球，放入一定量的乙醇中搅拌均匀，配制浓度为1-3wt％的SiO2胶体溶液，超声分散2-4h。(2)用去离子水清洗基片，分别在去离子水和乙醇中超声清洗30-90min后烘干备用。将清洗过的基片垂直固定在已超声分散的SiO2胶体溶液中，将其移入干燥箱中，控制干燥时间为24-30h，干燥温度为40-65℃。(3)将从烘箱中取出的已经组装好的SiO2胶体晶体膜放入真空离子溅射镀膜机中镀铂金膜，设置镀膜电流为10mA,镀膜时间为50-100s，使SiO2胶体晶体膜表面的铂金膜厚度为5-10nm，即可得到颜色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜。本专利技术所得的SiO2胶体晶体膜如图1所示，可见其微观上呈现高质量的密排六方结构。其对光子禁带的反射强度明显提高，宏观上随入射光角度的变化呈现绚丽的彩虹色。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取平均粒径为340±10nm SiO2微球，放入乙醇中搅拌均匀，配制浓度为1‑3wt％的SiO2胶体溶液，超声分散2‑4h；(2)用去离子水清洗基片，然后分别在去离子水和乙醇中超声清洗30‑90min后烘干备用，将清洗过的基片垂直固定在已超声分散的SiO2胶体溶液中，将其移入干燥箱中，干燥时间为24‑30h，干燥温度为40‑65℃，烘干得到组装好的SiO2胶体晶体膜；(3)将从烘箱中取出的SiO2胶体晶体膜放入真空离子溅射镀膜机中镀铂金膜，使SiO2胶体晶体膜表面的铂金膜厚度为5‑10nm，即可得到呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜。

【技术特征摘要】
1.一种呈色绚丽的SiO2胶体晶体彩虹膜的制备方法，其特征在于，包
括如下步骤：
(1)取平均粒径为340±10nmSiO2微球，放入乙醇中搅拌均匀，配制
浓度为1-3wt％的SiO2胶体溶液，超声分散2-4h；
(2)用去离子水清洗基片，然后分别在去离子水和乙醇中超声清洗
30-90min后烘干备用，将清洗过的基片垂直固定在已超声分散的SiO2胶体溶
液中，将其移入干燥箱中，干燥时间为24-30h，干燥温度为40-65℃，烘干
得到组装好的SiO2胶体晶体膜；
(3)将从烘箱中取出的SiO2胶体晶体膜放入真空离子溅射镀膜机中镀
铂金膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉丽，王秀锋，刘派，伍媛婷，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61