[发明专利]一种隐形光子晶体打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能性光子晶体材料技术领域，尤其涉及一种隐形光子晶体打印方法。

背景技术

据德国应用化学杂志（Angew.Chem.Int.Ed.,2011年，第50卷,1492-1522页）介绍，功能性光子晶体材料，在温度、湿度、压力传感器，生物、化学试剂检测，指纹识别，彩色显示器，彩色印刷，军事伪装等方面有广泛的应用。例如磁响应液态光子晶体在彩色打印、军事伪装、彩色显示器等领域获得广泛的应用。在生物化学方面，响应性光子晶体凝胶在葡萄糖检测，离子检测，指纹检测等领域有着广泛的应用前景。

英国自然杂志社的子刊杂志自然光子学报道了一种基于磁响应光子晶体的彩色打印技术（Nature Photonics,2009,3:534～540.），其通过紫外光束固化光固化树脂，进而固化混合在其中的光子晶体结构，从而实现了鲜艳的结构色的固化。此外，其还可以通过磁场来实现对光子晶体带隙的调节，进而实现颜色的调节，从而实现了彩色打印。这种基于磁响应性光子晶体的彩色打印技术可以实现鲜艳逼真的彩色打印，并且技术简单成熟，是一种具有很大应用前景的光子晶体彩色打印技术。

此外，英国皇家化学会杂志材料化学也报道了一种将高分子聚合物纳米球的自组装技术和现有的喷墨打印技术相结合，从而实现了光子晶体喷墨打印的技术，初步实现了光子晶体的“彩色喷墨”打印（J.Mater.Chem.,2012,22,21405-21411）。此方法将光子晶体的打印技术向实用化推进了一步，为未来彩色光子晶体打印技术的应用开辟了另一条途径。

但这些光子晶体打印技术并不能实现打印图案的隐形并可视再现的效果，限制了其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隐形光子晶体打印方法，该打印方法能够得到光子晶体的隐形图案，在磁场诱导下图案显现出来。

本发明提供了一种隐形光子晶体打印方法，包括以下步骤：

将碳包覆的超顺磁性胶态纳米粒子分散于乙二醇中，得到含有纳米粒子的乙二醇溶液；

将所述含有纳米粒子的乙二醇溶液与硅氧烷单体和固化剂混合搅拌，将得到的混合溶液成模、固化，得到聚硅氧烷打印基质；

将具有图案的光掩膜覆盖于所述聚硅氧烷打印基质上，然后进行紫外光照射，紫外光破坏无图案覆盖区域的聚硅氧烷打印基质表面，得到隐形光子晶体图案。

优选的，所述乙二醇溶液中碳包覆的超顺磁性胶态纳米粒子的质量浓度为5mg/mL～15mg/mL。

优选的，所述碳包覆的超顺磁性胶态纳米粒子、硅氧烷单体和固化剂的质量比为（0.0025～0.0075）:（2～4）:（0.4～0.6）。

优选的，所述搅拌的时间为5min～10min。

优选的，所述固化的温度为60℃～100℃。

优选的，所述固化的时间为1h～2h。

优选的，所述光掩膜的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯或聚丙烯。

优选的，所述紫外光照射的时间为20min～60min。

优选的，所述硅氧烷单体为二甲基硅氧烷、甲基环硅氧烷、氨基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷或醚类硅氧烷。

优选的，所述碳包覆的具有超顺磁性胶态纳米粒子的制备方法包括以下步骤：

向二茂铁的丙酮溶液中滴加过氧化氢，反应后得到混合溶液，所述二茂铁、丙酮和过氧化氢的质量比为（0.2～0.3）:（23～32）:（0.2～0.5）；

将所述混合溶液进行加热反应，得到碳包覆的具有超顺磁性胶态纳米粒子。