[发明专利]一种色彩保持稳定的结构色纳米复合薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米复合薄膜，特别是一种在外界刺激作用下，色彩保持稳定的结构色纳米复合薄膜。

背景技术

智能结构色材料在全色显示、化学/生物学传感器以及光学开关等新型光学器件中具有诱人的应用前景。结构色材料在电场、机械力、光、温度、湿度、pH等外界刺激作用下，其晶格间距或者折光指数发生变化引起的色彩调控性能一直是结构色材料领域研究的热点(Arsenault,A.C.,Puzzo,D.P.,Manners,I.,&Ozin,G.A.Photonic-crystal full-colour displays.Nat.Photonics 1,468-472，2007；Weissman,J.M.,Sunkara,H.B.,Tse,A.S.,&Asher,S.A.Thermally switchable periodicities and diffraction from mesoscopically ordered materials.Science 274,959-960,1996；Holtz,J.H.,&Asher,S.A.Polymerized colloidal crystal hydrogel films as intelligent chemical sensing materials.Nature 389,829-832,1997；Ge,D.,Lee,E.,Yang,L.,Cho,Y.,Li,M.,Gianola,D.S.,&Yang,S.A robust smart window:reversibly switching from high transparency to angle-independent structural color display.Adv.Mater.27,2489-2495,2015；Ohtsuka,Y.,Seki,T.,&Takeoka,Y.Thermally tunable hydrogels displaying angle-independent structural Colors.Angew.Chem.Int.Ed.54,15368-15373,2015；Tian,E.T.,Wang,J.X.,Zheng,Y.M.,Song,Y.L.,Jiang,L.,&Zhu,D.B.Colorful humidity sensitive photonic crystal hydrogel.J.Mater.Chem.18,1116-1122,2008；Sun,X.M.,Zhang,J.,Lu,X.,Fang,X.,Peng,H.S.Mechanochromic photonic-crystal fibers based on continuous sheets of aligned carbon nanotubes.Angew.Chem.Int.Ed.54,3630-3634,2015；Foulger,S.H.,Jiang,P.,Lattam,A.,Smith,D.W.,Ballato,J.,Dausch,D.E.,Grego,S.,&Stoner,B.R.Photonic crystal composites with reversible high-frequency stop band shifts.Adv.Mater.15,685-689,2003)。对结构色色彩的高效调控性所体现出的材料智能性的高度热衷，使得科学家们忽略了在外界刺激作用下，结构色材料的结构色彩保持稳定的潜在应用价值，从而严重限制了结构色材料在对色彩稳定性具有较高要求的领域中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种在外界刺激作用下，色彩保持稳定的结构色纳米复合薄膜。

本发明的目的是这样实现的。一种色彩保持稳定的结构色纳米复合薄膜，其组成为:具有面心立方周期性堆积结构、或者简单立方周期性堆积结构、或者无序堆积结构、再或者具有上述两种或者三种堆积结构任意组合的胶体粒子微米组装体，分散于聚合物凝胶中，聚合物凝胶中还均匀分散着一定量的黑色纳米颗粒；

其中，所述的胶体粒子微米组装体由无机胶体粒子或者聚合物胶体粒子堆积而成，胶体粒子微米组装体的尺寸为1–200μm；