[发明专利]一种具有光子晶体结构色的隐形眼镜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及隐形眼镜领域，特别是涉及一种具有光子晶体结构色的隐形眼镜及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展和生活水平的日益提升，人们对于实用、美观和安全的追求日趋强烈，而隐形眼镜在过去几十年的市场需求大力膨胀，挤占了传统框架眼镜的市场，渐渐成为一种时髦、便利的元素风靡全球。

隐形眼镜不仅可以起到矫正视力的作用，同时在制备过程中添加一些色素或者颜料制备成具有特定颜色或图案的彩色隐形眼镜，还可以让眼睛看起来美观动人。但是，由于目前市场上的隐形眼镜不仅颜色较为单一，而且所添加的颜料或色素均易给配戴者带来不适，严重的甚至引发眼睛疾病。最近，Xieetal.报道了一种新颖的制备结构色隐形眼镜的制备方法：将胶体光子晶体结构引入到隐形眼镜中形成结构色，制备得到的隐形眼镜可以呈现鲜艳的颜色。然而，由于采用的是化学法合成的胶体光子晶体，胶体光子晶体自组装过程中容易形成缺陷，以及胶体光子晶体模板移除得到反蛋白石结构隐形眼镜过程中采用了剧毒化学试剂氟化氢，从而使得该种方法在实用过程中存在制作效率低下、难以批量生产、重复率低，更有甚者，残留的化学试剂对人体健康带来不可忽视的危害。

发明内容

鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种具有光子晶体结构色的隐形眼镜的制备方法，该方法创新性地引入飞秒脉冲双光子技术制作具有光子晶体结构的隐形眼镜模具，并利用该模具低成本、高产量制备得到安全性好、可靠性高的结构色隐形眼镜，以解决现有技术方案难以大批量、高效率、高重复性生产安全可靠的结构色隐形眼镜的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种具有光子晶体结构色的隐形眼镜的制备方法，包括以下步骤：

(1)利用飞秒脉冲双光子聚合法在隐形眼镜模具上制备出光子晶体结构层，得到具有光子晶体结构的隐形眼镜模具；

(2)将隐形眼镜预聚体溶液加入到所述具有光子晶体结构的隐形眼镜模具中，通过纳米压印或聚合固化的方式获得含有光子晶体层的隐形眼镜初片；

(3)将所述含有光子晶体层的隐形眼镜初片置于盐水中浸泡至膨胀率稳定不变，制得具有光子晶体结构色的隐形眼镜。

双光子聚合技术是随着飞秒激光双光子技术的发展而产生的，是当前唯一能精确控制及制作任意3D微纳立体结构的技术。

具体地，步骤(1)中，利用飞秒脉冲双光子聚合法在隐形眼镜模具上制备出光子晶体结构层的操作为：先在隐形眼镜模具表面涂覆上一层光刻胶或光敏树脂，然后经飞秒光照射，使光刻胶或光敏树脂在飞秒光作用下产生双光子吸收进行光聚合，再将光刻胶进行刻蚀后得到相应的微结构，得到光子晶体结构层。其中，光刻胶可以为SU-8，SCR500等。

优选地，所述飞秒脉冲双光子聚合法采用的加工光源为300～1100nm的飞秒光。更优选地，所述加工光源为375～425nm的蓝光飞秒光。所述375～425nm的蓝光飞秒光可直接获得或通过将波长为750-850nm、脉冲宽度为60-100fs的飞秒激光经倍频形成。具体应用中，加工光源即飞秒光的选择依选用的双光子聚合的树脂聚合物单体和光引发剂而定。

优选地，所述的隐形眼镜模具的材质为玻璃、石英、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯。

优选地，所述具有光子晶体结构的隐形眼镜模具包括能够分离的上模具和下模具，所述上模具具有一凸球面，所述下模具具有一凹球面，所述光子晶体结构层局部或全部分布在所述凸球面和/或所述凹球面上。

优选地，所述光子晶体结构为周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构。所述微纳米级凸起或凹坑可以为任意形貌，例如圆柱形、方柱形、球形等，只要这些微结构尺寸一致，且呈现周期排列即可。

优选地，所述光子晶体结构为周期性排布的微纳米级球面凸起或球面凹坑。

优选地，所述微纳米级凸起结构或凹坑结构的尺寸为50nm-50μm。

优选地，所述隐形眼镜预聚体溶液包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、醋酸丁酸纤维素、硅氧烷甲基丙烯酸酯、氟硅甲基丙烯酸酯、全氟醚、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种的混合，或硅胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对二甲苯。所述隐形眼镜预聚体溶液不限于此，目前常用的制备隐形眼镜的材料都可以。

优选地，所述盐水为质量分数为0.89％的氯化钠水溶液、质量分数为0.1％的无水磷酸二氢钠水溶液或质量分数为0.6％的无水磷酸氢二钠水溶液。

具体地，可将隐形眼镜初片置于pH7.3的盐水中浸泡12-24小时。