[发明专利]一种动力学可调节的变色材料及其制备方法

说明书

本发明涉及变色材料制备技术领域，具体涉及一种动力学可调节的变色材料及其制备方法，它采用如下的技术方案：步骤一：以分散质为表面暴露有单质银的纳米颗粒、且含有胶体稳定剂的胶体水溶液为初始水溶液，该水溶液在380‑850nm范围内最大消光不小于0.1cm^‑1，其中纳米颗粒包括(但不限于)银纳米球、纳米棒、纳米片，以及以单质金、钯等纳米结构为核、单质银为壳层的各种纳米结构；步骤二：在步骤一的初始水溶液中，不分前后次序依次加入酸度调节剂、防冻剂、黏度调节剂、成胶剂，进行充分混合，形成均一的胶体溶液。它采用自演化活性纳米材料，颜色变化丰富，且体积较小；动力学可调节范围大，可覆盖大多数易变质产品的变质动力学参数，且成本较低。

【技术领域】

本发明涉及变色材料制备技术领域，具体涉及一种动力学可调节的变色材料及其制备方法。

【背景技术】

随着社会发展，变色材料的应用也越来越广泛。变色材料其性质表为变色动力学可在大范围内进行调节。变色动力学，主要指两个参数，即变色速率(或变色时间，两者互为倒数)和活化能，两者皆可在大范围进行调节。传统的变色材料在使用和制备上存在如下问题：第一是，SensorMark的显示技术采用染料扩散过程，因而体积较大。第二是，OnVu的显示技术采用染料褪色过程，其颜色变化较为单一；以上两项技术的动力学可调节范围相对较小，成本较高。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的一种动力学可调节的变色材料及其制备方法，它采用用自演化活性纳米材料，颜色变化丰富，且体积较小；具有动力学可调节范围大，可覆盖大多数易变质产品的变质动力学参数，且成本较低；可针对各种易变质产品的变质动力学特性(即多个温度下的变质时间)，通过调节配方得到与其参数相匹配的变色材料，从而可跟踪、模拟并指示易变质产品生产、运输、储藏、销售、消费整个过程中的质量变化情况。

本发明所述的一种动力学可调节的变色材料及其制备方法，它采用如下的技术方案：

步骤一：以分散质为表面暴露有单质银的纳米颗粒、且含有胶体稳定剂的胶体水溶液为为初始水溶液；

其中：纳米颗粒包括(但不限于)银纳米球、纳米棒、纳米片，以及以单质金、钯等纳米结构为核、单质银为壳层的各种纳米结构；

其中：胶体稳定剂为含卤离子(包括氯离子、溴离子、碘离子)的阳离子型表面活性剂，包括(但不限于)十六烷基三甲基氯化铵(简写为CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基碘化铵；

该水溶液在380-850nm范围内最大消光不小于0.1cm^-1，胶体稳定剂的浓度不低于0.01mM。

步骤二：在步骤一的混合水溶液中，不分前后次序依次加入酸度调节剂、防冻剂、黏度调节剂、成胶剂，进行充分混合，形成均一的胶体溶液；其中：酸度调节剂浓度不低于0.01mM；还原剂浓度最低为0，最高不超过总体质量的50％；防冻剂、黏度调节剂、成胶剂浓度最低为0，最高不超过总体质量的60％。

进一步地，步骤二中的酸度调节剂为各种水溶性(且不与一价银离子形成沉淀)的弱酸，包括(但不限于)甲酸、乙酸、草酸、乳酸、柠檬酸、葡萄糖酸。

进一步地，步骤二中的还原剂为抗坏血酸、异抗坏血酸及其水溶性衍生物，包括(但不限于)(异)抗坏血酸的钠盐、钾盐、铵盐、卤代衍生物。

进一步地，步骤二中的黏度调节剂为各种水溶性黏度调节剂，包括(但不限于)卡波姆、黄原胶。

进一步地，步骤二中的成胶剂为各种水溶性成胶剂，包括(但不限于)琼脂、明胶、阿拉伯胶。