【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水凝胶材料领域，具体涉及了一种适用于dlp三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶。
技术介绍
1、响应性光子晶体水凝胶材料具有独特的光学性质和刺激响应能力，能在外部刺激(如温度、ph值、机械拉伸等)下实现对光学、电学等特性的精确调控，在智能可穿戴、传感器、光学通信和生物传感等领域发挥着重要作用。然而，响应性光子晶体水凝胶在周期性结构的精确控制、聚合物网络结构的设计与合成、多重响应及响应灵敏度、机械与化学稳定性等方面仍面临着极大挑战。
2、cn107236085b公开了一种大面积快速制备拉伸变色光子晶体水凝胶双层膜的方法。该方法采用50wt％高浓度复合微球作为光子晶体水凝胶组装材料，采用光引发的方式实现交联固化，但由于纳米微球聚合物的特性，高浓度的分散液会影响光交联程度及效率。
3、cn116903780a公开了一种光子晶体水凝胶传感器及其制备方法和应用。该方法以pst@sio2组装的光子晶体作为模板，填充水凝胶后将sio2壳层去除，形成特殊蛋白石与反蛋白石复合结构。该方法不仅对纳米微球结构有较高要求，而且在刻蚀sio2壳层模板时极易损伤反蛋白结构，影响结构色效果。
4、cn110632060a公开了一种基于光子晶体增强电化学发光的寨卡病毒检测试剂盒及其制备方法。该方法以光子晶体基底作为电信号放大器，以zikv为抗原的ru(bpy)32+-cooh标记作为三明治型夹心免疫传感器，但其仅利用光子晶体作为电信号放大器，未能体现出光子晶体结构色响应以及其它多重响应特性。cn1158067
5、同样，在cn110041464a中公开的一种高强度光子晶体水凝胶及其制备方法和应用，利用油溶性单体对软质聚合物胶体纳米微球的溶胀，并以纳米微球作为水凝胶聚合网络交联点，所制备的光子晶体水凝胶具有拉伸响应性。该方法在一定程度上扩大了纳米微球与单体的选择范围，但仍然不具有广泛适用性。
6、cn117624459a公开了一种3d打印前驱液及其制备方法，以及一种三维光子晶体及其制备方法，其特征在于所述的3d打印前驱液含有单体、交联剂、光引发剂、胶体颗粒和溶剂，其中，所述单体和所述胶体颗粒之间能够形成氢键，氢键的存在确保了胶体颗粒在聚合物骨架内的均匀分布。该方法在显色时还需要通过洗涤以制备反蛋白石结构和/或溶剂挥发以干燥组装，才能实现结构色的三维结构。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种适用于dlp三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，针对现有技术中的缺陷，解决现有光子晶体水凝胶领域中现有方法存在的纳米微球或组装的限制性、响应机制与光子晶体材料的孤立性、多重响应及响应灵敏度的局限性、制备方法的复杂性等问题。本专利技术以烯双键类离子液体作为水凝胶功能性单体，一方面利用其离子特性，在其聚合交联后形成互联互通网络，实现优良的导电性；另一方面利用其亲水性，在其聚合交联后可实现超吸水特性，诱导低含固量纳米微球在限域范围内的自组装，形成整体低含固量、局部高含固量的液态光子晶体结构色效果。此外，基于水凝胶聚合交联网络和纳米微球结晶簇的拓扑结构，实现了水凝胶材料在物理机械力、溶胀等作用下的“光电”双模响应。
2、为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
3、一种适用于dlp三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：该水凝胶材料前驱液由以下重量百分比的原料制成：
4、5～16wt％烯基功能化离子液体；
5、0.8～6wt％离子型交联剂；
6、0.05～16wt％盐类光引发剂；
7、1～25wt％纳米微球分散液；
8、0.01～0.30wt％杂散光吸收剂。
9、优选后，所述烯基功能化离子液体选自下述的一种或两种及以上，且下述均为同型电荷：
10、
11、优选后，x-为阴离子，选自下述的一种：
12、
13、优选后，所述离子型交联剂与所选烯基功能化离子液体单体电荷类型一致，其选自下述的一种或两种及以上：
14、
15、优选后，所述盐类光引发剂选自苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸锂盐、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸钠盐、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸镁盐、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦酸钠盐、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦酸锂盐、三(4,4-二羧基联吡啶)氯化钌、(4,4-二羧基联吡啶)氯化钌、(2,2’-联吡啶)双[2-(2,4-二氟苯基)吡啶]、氯化三(2,2’-联吡啶)钌(ⅱ)、三(2,2’-联吡啶)二氯化钌、二羟基丙酮磷酸酯二锂盐、5-(-硫代)三磷酸腺苷四锂盐中的一种。
16、优选后，所述纳米微球分散液选自表面含阳离子基团的纳米微球分散液、表面含阴离子基团的纳米微球分散液、无机纳米微球分散液、无机金属包裹的纳米微球分散液中的任意一种。
17、优选后，所述表面含阳离子基团的纳米微球分散液选自聚(苯乙烯-壳聚糖)(p(st-chs))纳米微球、聚(苯乙烯-n-异丙基丙烯酰胺)(p(st-nipam))纳米微球、聚吡咯(ppy)纳米微球、聚吡啶聚苯乙烯@聚n-异丙基丙烯酰胺(pst@pnipam)纳米微球、聚(甲基丙烯酸酯-壳聚糖)(p(mma-chs))纳米微球、聚(甲基丙烯酸酯-n-异丙基丙烯酰胺)(p(mma-nipam))纳米微球、聚甲基丙烯酸酯@聚n-异丙基丙烯酰胺(pmma@pnipam)纳米微球中的任意一种；
18、所述表面含阴离子基团的纳米微球分散液选自聚(对苯乙烯磺酸钠)(psss)纳米微球、聚苯乙烯@聚丙烯酸(pst@paa)纳米微球、聚苯乙烯@聚(甲基丙烯酸酯-丙烯酸)(pst@p(mma-aa))纳米微球、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)(p(st-mma-aa))纳米微球分散液、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸)(p(st-mma-maa))纳米微球、聚丙烯酸-b-聚苯乙烯(paa-b-pst)纳米微球中的任意一种。
19、优选后，所述无机纳米微球分散液选自四氧化三铁(fe3o4)纳米微球、氧化铜(cuo)纳米微球中的任意一种；
20、所述无机金属包裹的纳米微球分散液选自表面包裹金(au)的纳米微球、表面包裹镍(ni)的纳米微球中的任意一种。
21、优选后，所述纳米微球分散液固含量为1％～25％；所述纳米微球直径为130～340nm，单分散指数小于0.08。
22、优选后，将水凝胶材料前驱液置于dlp打印设备储液槽本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：该水凝胶材料前驱液由以下重量百分比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：所述烯基功能化离子液体选自下述的一种或两种及以上，且下述均为同型电荷：
3.根据权利要求2所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：X-为阴离子，选自下述的一种：
4.根据权利要求1所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：所述离子型交联剂与所选烯基功能化离子液体单体电荷类型一致，其选自下述的一种或两种及以上：
5.根据权利要求1所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：所述盐类光引发剂选自苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸锂盐、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸钠盐、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸镁盐、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦酸钠盐、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦酸锂盐、三(4,4-二羧基联吡啶)
6.根据权利要求1所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：所述纳米微球分散液选自表面含阳离子基团的纳米微球分散液、表面含阴离子基团的纳米微球分散液、无机纳米微球分散液、无机金属包裹的纳米微球分散液中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：
8.根据权利要求6所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：所述纳米微球分散液固含量为1％～25％；所述纳米微球直径为130～340nm，单分散指数小于0.08。
10.根据权利要求1所述的一种适用于DLP三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：将水凝胶材料前驱液置于DLP打印设备储液槽中；调节DLP打印参数：设定层厚为0.05～0.15mm、初始曝光时间为40～70s、打印曝光时间为4～9s、灭灯延时时间为5～16s、打印上升高度为5～6mm、电机速度为0.1～2mm/s，在主波长为365、395、405nm中任意一种UV-LED下辐照交联，得到具有定制三维结构和结构色效果的光电双模响应性光子晶体水凝胶材料。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于dlp三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：该水凝胶材料前驱液由以下重量百分比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的一种适用于dlp三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：所述烯基功能化离子液体选自下述的一种或两种及以上，且下述均为同型电荷：
3.根据权利要求2所述的一种适用于dlp三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：x-为阴离子，选自下述的一种：
4.根据权利要求1所述的一种适用于dlp三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：所述离子型交联剂与所选烯基功能化离子液体单体电荷类型一致，其选自下述的一种或两种及以上：
5.根据权利要求1所述的一种适用于dlp三维成型的光电双模响应性光子晶体水凝胶，其特征在于：所述盐类光引发剂选自苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸锂盐、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸钠盐、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸镁盐、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦酸钠盐、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦酸锂盐、三(4,4-二羧基联吡啶)氯化钌、(4,4-二羧基联吡啶)氯化钌、(2,2’-联吡啶)双[2-(2,4-二氟苯基)吡啶]、氯化三(2,2’-联吡啶)钌(ⅱ)、三(2,2’-联吡啶)二氯化钌、二羟基丙酮磷酸酯二锂盐、5-(-...
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