一種蛋白石結構二維光子晶體的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種蛋白石結構二維光子晶體的制備方法，本發明的蛋白石結構二維光子晶體的制備方法包括：將膠體粒子分散在一定比例的乙醇和水的混合溶液中，通過調節基板與水面的角度，調節膠體粒子下滑的速度，使膠體粒子沿著基板滑在水和空氣的界面，加入表面活性劑調節水和空氣界面的表面張力，形成一層單層膜，然后轉移至任意基底上。本發明操作方法簡單，制備成本低廉，對環境友好，可制備出大面積的薄膜。
【專利說明】一種蛋白石結構二維光子晶體的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于二維光子晶體薄膜的制備方法【技術領域】，具體是涉及一種蛋白石結構二維光子晶體的制備方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]光子晶體是一種在微米、亞微米等光波長的量級上折射率呈現周期性變化的介質材料。1987年，由E.Yablonovitch首先提出光子晶體的概念,從材料結構上看,光子晶體是一類在光學尺度上具有周期性介電結構的人工設計和制造的晶體。高度有序蛋白石結構光子晶體，由于在光子材料、高密度磁存儲材料，生物傳感器等的廣泛應用而受到研究者們的廣泛關注。光子晶體的制備工藝非常困難，隨著科技的發展，科學家們制備了各種各樣的晶體結構，其中應用 最多的是蛋白石結構。目前，組裝二維蛋白石光子晶體的主要方法:旋涂法、垂直沉積法、提拉法等。而制備二維蛋白石結構光子晶體主要存在的問題是存在著大量的結構缺陷，比如:點缺陷，線缺陷等。
[0004]唐月鋒等申請的中國專利CN200810019681.0請求保護的是一種可調均勻孔聚苯乙烯單層膜的制備方法，其中通過將單分散的聚苯乙烯微球通過提拉法，得到長程有序的單層膜。董啟明等申請的中國專利CN201210347815.8請求保護的是一種膠體微球單層膜的自組裝制備方法，該方法利用旋涂法得到單層膜后，然后再采用氣液界面法排成密堆積的六方結構。但是上述方法存在的主要問題是需要大型儀器才能制備單層膜，制備方法復雜，制備成本高。李永軍等申請的中國專利CN200810143328.3請求保護了一種大面積納米微粒單層膜的制備方法，該方法通過依次加入水溶性有機物、非水溶性液態有機物以及水，將水溶性納米粒子從膠體溶液中萃取出來，在水/非水溶性液態有機物界面上制備單層膜。該方法的缺點是使用的有機溶劑對環境會造成污染。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明創新性地提出了直接在空氣和水的界面制備蛋白石結構二維光子晶體單層薄膜，本發明的制備方法簡單，制備成本低廉，對環境友好，并且可以制備出大面積的薄膜，可以有效的減少制備得到的薄膜的缺陷。
[0006]

【發明內容】

[0007]本發明正是針對現有技術中存在的上述技術問題而提供了一種蛋白石結構二維光子晶體的制備方法。
[0008]本發明的制備方法包括以下步驟:
(O將膠體粒子分散在一定體積比的乙醇和水的混合溶液中，超聲分散5~20分鐘備
用；
(2)取一培養皿,加入一定體積的去離子水，將洗漆干凈的基片置于培養皿中，保持基片與水面成5°、0°的角度；將步驟(1)得到的混合溶液滴加在基片上，通過調芐基片與水面的角度，使膠體粒子沿基片緩慢滑至空氣與水的界面，在空氣與水的界面滴加質量分數為19TlO%的表面活性劑十二烷基硫酸鈉以調節界面的表面張力，使膠體粒子在空氣與水的界面形成一層單層薄膜；
(3)另取一洗滌干凈的基底，將單層薄膜從水面轉移至基底上，室溫干燥，得到高度有序的蛋白石結構二維光子晶體單層薄膜。
[0009]本發明的制備方法簡單，制備成本低廉，對環境友好，并且可以制備出大面積的薄膜，可以有效的減少制備得到的薄膜的缺陷。
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【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發明制備蛋白石結構二維光子晶體單層薄膜的裝置示意圖；
圖2為本發明制備的蛋白石結構二維光子晶體單層薄膜的SEM圖；
圖3為本發明制備的蛋白石結構二維光子晶體單層薄膜數碼照片。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖以及實施例對本發明做進一步詳細說明。 [0014]實施例一:
(I)將556nm聚苯乙烯微球離心,干燥。稱取質量為Ig微球，分散在15ml體積比為1:2的乙醇和水的混合溶液中，超聲十分鐘，混合均勻。
[0015](2)加入IOml水于培養皿中，將硅片放入培養皿中，保持硅片與水面成30°角，滴加IOml聚苯乙烯膠體粒子混合溶液在硅片上，使膠體粒子慢慢滑落至水面，在空氣與水的界面滴加IOml表面活性劑十二烷基硫酸鈉溶液，在水面形成聚苯乙烯單層薄膜。圖1為制備聚苯乙烯單層薄膜的裝置示意圖。
[0016](3)另取洗滌干凈的硅基板，插入水中，然后緩慢提起，將單層薄膜附著在基板上，干燥，得到蛋白石結構聚苯乙烯單層薄膜，圖2、圖3分別為聚苯乙烯單層膜薄膜掃描電鏡和數碼照片。
[0017]實施例二:
(I)將600nm 二氧化硅微球離心，干燥。稱取質量為Ig的微球，分散在IOml體積比為I:2的乙醇和水的混合溶液中，超聲十分鐘，混合均勻。
[0018](2)加入20ml水于培養皿中，將洗漆干凈的娃片放入培養皿中，保持娃片與水面成45°角，滴加15ml 二氧化硅膠體粒子混合溶液在硅片上，使膠體粒子慢慢滑落至水面，滴加15ml表面活性劑十二烷基硫酸鈉溶液于水面,調節空氣與水的表面張力，使二氧化硅膠體粒子在空氣與水的界面形成二氧化硅單層薄膜。
[0019](3)另取玻璃基板，洗滌干凈，將單層薄膜從水面轉移至基板上，干燥，得到蛋白石結構二氧化硅單層薄膜。
【權利要求】
1.一種蛋白石結構二維光子晶體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (O將膠體粒子分散在一定體積比的乙醇和水的混合溶液中，超聲分散5~20分鐘備用； (2)取一培養皿,加入一定體積的去離子水，將洗漆干凈的基片置于培養皿中，保持基片與水面成5°、0°的角度；將步驟(1)得到的混合溶液滴加在基片上，通過調芐基片與水面的角度，使膠體粒子沿基片緩慢滑至空氣與水的界面，在空氣與水的界面滴加質量分數為19TlO%的表面活性劑十二烷基硫酸鈉以調節界面的表面張力，使膠體粒子在空氣與水的界面形成一層單層薄膜； (3)另取一洗滌干凈的基底，將單層薄膜從水面轉移至基底上，室溫干燥，得到高度有序的蛋白石結構二維光 子晶體單層薄膜。
【文檔編號】C30B5/00GK103966655SQ201410189467
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】趙九蓬, 侯雪梅, 李垚, 徐洪波 申請人:哈爾濱工業大學