[发明专利]一种二维胶体晶体薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种二维胶体晶体薄膜的制备方法，其特征是包括如下步骤：

1)将130-3000nm的胶体微球用醇水溶液分散，得到胶体乳液a；

2)取培养皿置于磁力搅拌器台面上，放入清洗过的衬底，将转子放在衬底上面， 培养皿中倒入去离子水，将限制框铺设在去离子水液面上；打开磁力搅拌器，调至一定 的转速，使限制框内的液面产生一个微小的漩涡；

3)用注射器吸取一定量预先配制好的胶体乳液a，并用烧瓶夹将其固定在铁架台 上，并将其调至预定的高度，除去注射器针筒中的气泡，并使其保持水平，避免胶体乳 液提前流出；

4)将注射器转移到水液面上端，转动烧瓶夹，使针头与水液面接触并保持一定的 夹角，拨去注射器针筒，胶体乳液便从针管中自行流出，并在限制框内的去离子水液面 上铺设成胶体晶体薄膜；

5)待胶体微球铺满限制框内去离子水液面时，撤离注射器针管,提高转子转速， 保持20±5分钟，使胶体乳液在去离子水液面上形成的胶体晶体薄膜受到充足的搅拌；

6)关闭搅拌器，待漩涡消失，去离子水液面恢复平静，在胶体晶体薄膜的边缘滴 加少量表面活性剂水溶液；

7)使转子从衬底表面移动到培养皿的杯壁，将转子移出限制框的范围并移出培养 皿，后利用虹吸效应将水溶液移除，使胶体晶体薄膜落到衬底表面；

8)将培养皿置于40±5℃烘箱中干燥后，衬底表面即得所述二维胶体晶体薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述胶体微球为聚 合物胶体微球或二氧化硅胶体微球；所述胶体微球的粒径130nm～3000nm。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，利用超声对所 述胶体乳液a进行超声；所述超声的能量为120J～180J，所述超声的时间为10分钟～ 20分钟。

4.根据权利要求1-3中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述清洗 包括如下步骤：将所述衬底用清水冲洗，然后置于丙酮溶液中，经超声处理后用乙醇清 洗，然后经干燥即可；所述超声处理的能量为120J～180J，所述超声处理的时间为10 分钟～20分钟。

5.根据权利要求1-4中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的注 射器为容量为1ml～3ml的一次性医用注射器；所述衬底的面积为2～10cm²；所述混合液 a的体积为0.2ml～0.5ml；所述扩散时间为2分钟～4分钟；所述限制框为：内径8cm, 外径9cm,厚1～3mm的聚四氟乙烯圆环。所述的磁力搅拌器驱动转子的转速大小足够搅 动限制框内的液面，但又不足以使其产生明显的凹陷。

6.根据权利要求1-5中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述的针 头切面与水液面接触并保持一定的夹角，夹角的大小：10度～80度。

7.根据权利要求1-5中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤5)中，所述的转 子转速大小能使液面产生明显的凹陷的漩涡；但又不至于破坏漩涡的稳定性。

8.根据权利要求1-6中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤6)中，所述表面 活性剂水溶液中，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠；所述表面活性剂水溶液的质量百 分浓度1％～5％，用量0.001-2ml。

9.根据权利要求1-6中任一所述的制备方法，其特征在于：所述衬底为载玻片、 硅片、蓝宝石衬底、III-V族材料基底、聚合物基底或金属基底。