一种宽波段高反射率的无水鸟嘌呤薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及本发明专利技术涉及一种宽波段高反射率的无水鸟嘌呤薄膜及其制备方法和应用，属于珠光颜料、高反射晶体材料以及新功能材料领域，高聚物调控鸟嘌呤基珠光颜料的合成方法。利用鸟嘌呤粉末以及氢氧化钠或氢氧化钾，配置鸟嘌呤的钠盐或钾盐；将甲酰胺、小分子添加剂、多种高聚物配置成分散液，在所述分散液中加入所述鸟嘌呤的钠盐或钾盐溶液，混合之后静置反应一定时间，获得鸟嘌呤微米片的分散液，进而获得鸟嘌呤微米片，将鸟嘌呤微米片制成鸟嘌呤膜材料，进而获得宽波段高反射率无水鸟嘌呤薄膜。膜。

【技术实现步骤摘要】
一种宽波段高反射率的无水鸟嘌呤薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种宽波段高反射率的无水鸟嘌呤薄膜及其制备方法和应用，属于珠光颜料、高反射晶体材料以及新功能材料领域，高聚物调控鸟嘌呤晶体的合成方法。

技术介绍

[0002]鸟嘌呤晶体是生物中分布最广、应用最广泛的有机晶体之一，具有极高的折射指数(1.83)，显示出很强的反射率，在不同的生物光学系统中形成不同的反射器。鸟嘌呤光反射器，主要是生物鸟嘌呤片状基元，在生物体表有着不同的取向排列，这种排列能够使得鱼类体表各个方向的反射光和环境趋于一致，形成伪装(Avital Levy
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Lior,EyalShimoni,Osip Schwartz,Efrat Gavish
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Regev,Dan Oron,Geoff Oxford,Steve Weiner,Lia Addadi,Adv.Funct.Mater.,2010,20:320
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329.)。生物体中鸟嘌呤生物矿物构成的多层反射器主要有三种：宽波段光反射器、窄波段光反射器和颜色可变的光反射器。宽波段光反射器一般称之为银膜，是常见的鱼类伪装色的组装要素，在可见光波长范围内均具有较高的反射率。窄波段光反射器显示出鲜艳的结构色，这种结构被生物控制进而变化颜色，窄波段光反射器同时也成为了颜色可变的光反射器(Dvir Gur,Ben Leshem,Maria Pierantoni,Viviana Farstey,Dan Oron,Steve Weiner,Lia Addadi,J.Am.Chem.Soc.,2015,137,26,8408
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8411.)，通过调节细胞质间质的厚度反射特定波长的光，进而使得窄波段反射器呈现特定的颜色。宽波段和窄波段反射器的结构在鸟嘌呤片状基元上没有差别，但是在细胞间质的厚度上分布不同，宽波段反射器细胞间质的厚度波动较大，窄波段反射器细胞间质的厚度比较均匀。。
[0003]鸟嘌呤晶体具有明亮的珠光色，而天然珍珠精也具有优异的珍珠光泽、低毒、低密度、天然等特点，在一些高级化妆品中仍有应用(徐扬群,珠光颜料的制造加工与应用，北京：化学工业出版社，2005。)。鸟嘌呤晶体具有与天然珍珠精类似的光泽，因此，人工合成出的鸟嘌呤晶体片代替天然珍珠精具有极高的商业价值。然而，多年来人们一直没能合成出具有特定暴露面的鸟嘌呤晶体纳米片(YuyaOaki,Soichiro Kaneko，Hiroaki Imai,J.Mater.Chem.,2012,22,22686.Dvir Gur,Maria Pierantoni,Neta EloolDov,Anna Hirsh,Yishay Feldman,Steve Weiner,Lia Addadi,Cryst.Growth Des.2016,16,4975.)。直到近几年，类鱼鳞状鸟嘌呤晶体纳米片才被有效的合成出来，(Chen,Fenghua,Liu,Yanan,Li,Ling,Qi,Limin,Ma,Yurong,Chem.Eur.J.,2020,26,16228
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16235.)，其分散液具有明显的珠光色。但是，目前只有在乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯酯共聚物的调控下才能得到拉长六边形鸟嘌呤晶体纳米片，可调控的聚合物比较单一，无法广泛应用于后续的宽波段高反射率光学膜材料制备等方面。这种宽波段高反射膜材料既可以提高防伪性，同时高的反射率能降低光的吸收，减少热量的吸收，进而达到防晒、降温等效果。人工合成的具有高反射性的鸟嘌呤可应用在防晒化妆品、橡胶、涂料、塑料、油墨、造纸等方面，也可将人工合成出具有高反射率的鸟嘌呤膜材料涂覆在军工品、汽车、大厦的反光玻璃等材料表面，进一步提高军工品的防伪性、汽车的防晒降温性、大厦反光玻璃的降温性等，具有极高的应用
价值。
[0004]因此，在合成的分散液中分别添加多种高聚物均可调控出形貌较为均一的拉长六边形鸟嘌呤晶体纳米片，所制备的鸟嘌呤晶体纳米片均具有明亮的珠光色。将人工合成具有特定暴露面的鸟嘌呤晶体纳米片组装成宽波段高反射光学膜材料，可以应用在防伪、防晒、降温等方面。

技术实现思路

[0005]本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种高反射率的无水鸟嘌呤薄膜及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术的技术解决方案是：
[0007]一种高反射率的无水鸟嘌呤薄膜，该无水鸟嘌呤薄膜为多层膜，该多层膜的基元为无水鸟嘌呤纳米片晶，且为一种暴露(100)面的鸟嘌呤晶体纳米片；
[0008]所述的无水鸟嘌呤纳米片晶以无水鸟嘌呤(无水鸟嘌呤为α型和β型的混合晶型)为原料，按照以下方法进行制备：
[0009]第一步，配置鸟嘌呤的碱性溶液，具体方法为：用鸟嘌呤粉末和氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液进行配置；
[0010]第二步，配置分散液，具体方法为：以甲酰胺、高分子添加剂、小分子添加剂作为原料，将原料进行混合溶解后得到分散液，配置分散液的温度为室温～60℃；
[0011]第三步，将第一步配置的鸟嘌呤的碱性溶液加入到第二步配置的分散液中，进行混合，得到混合液；
[0012]第四步，将第三步得到的混合液进行静置，静置过程中为一结晶过程，得到鸟嘌呤纳米片晶的分散液；
[0013]第五步，将第四步得到的鸟嘌呤纳米片晶的分散液进行多次离心分离
‑
洗涤过程，得到无水鸟嘌呤纳米片晶；
[0014]所述的第一步中，氢氧化钠或氢氧化钾主要是提供碱性环境，能够溶解鸟嘌呤的成分，鸟嘌呤和氢氧化钠或氢氧化钾的投料摩尔比是1:(3～5)，比如将0.05
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0.2M(M表示mol/L)鸟嘌呤溶解在0.4M氢氧化钠或氢氧化钾中，得到的溶液中鸟嘌呤的浓度为0.05
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0.2M，氢氧化钠的浓度为0.3
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0.5M；
[0015]所述的第二步中，高分子添加剂为聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物、聚(1
‑
乙烯基吡咯烷酮
‑
co
‑2‑
甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(1
‑
乙烯基吡咯烷酮
‑
co
‑
苯乙烯)、聚天冬氨酸、Soluplus、l
‑
谷氨酸聚合物、聚乙烯基马来酸酐、聚乙烯基己内酰胺、聚季铵盐、聚丙烯酸或聚苯乙烯磺酸；
[0016]小分子添加剂为尿酸、腺嘌呤、次黄嘌呤、黄嘌呤或鸟苷；
[0017]所述的第三步中，碱性溶液与分散液进行混合时，甲酰胺与碱性溶液的体积比为10：0.25～1，甲酰胺、高分子添加剂与小分子添加剂的质量比为10：(0.1～100)：(0.1～50)；比如甲酰胺10
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15mL，水0
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5mL，高分子添加剂0.1
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100mg，小分子添加剂0.1mg
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100mg，温度RT～60℃，鸟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高反射率的无水鸟嘌呤薄膜，其特征在于：该无水鸟嘌呤薄膜为多层膜，该多层膜的基元为暴露(100)面的β相无水鸟嘌呤纳米片晶；所述的无水鸟嘌呤纳米片晶以无水鸟嘌呤为原料，按照以下方法进行制备：第一步，配置鸟嘌呤的碱性溶液；第二步，配置分散液，具体方法为：以甲酰胺、高分子添加剂、小分子添加剂作为原料，将原料进行混合溶解后得到分散液，配置分散液的温度为室温～60℃；第三步，将第一步配置的鸟嘌呤的碱性溶液加入到第二步配置的分散液中，进行混合，得到混合液；第四步，将第三步得到的混合液进行静置，得到鸟嘌呤纳米片晶的分散液；第五步，将第四步得到的鸟嘌呤纳米片晶的分散液进行离心分离
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洗涤过程，得到无水鸟嘌呤纳米片晶。2.根据权利要求1所述的一种高反射率的无水鸟嘌呤薄膜，其特征在于：所述的第一步中，配置鸟嘌呤的碱性溶液的方法为：用鸟嘌呤粉末和氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液进行配置。3.根据权利要求2所述的一种高反射率的无水鸟嘌呤薄膜，其特征在于：所述的鸟嘌呤和氢氧化钠或氢氧化钾的投料摩尔比是1:(3～5)。4.根据权利要求1
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3任一所述的一种高反射率的无水鸟嘌呤薄膜，其特征在于：所述的第二步中，高分子添加剂为聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物、聚(1
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乙烯基吡咯烷酮
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co
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甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(1
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乙烯基吡咯烷酮
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co
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苯乙烯)、聚天冬氨酸、Soluplus、l<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉荣，侯秀斌，高娟，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：