[发明专利]一种可逆减反射智能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可逆减反射智能材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：提供多孔结构模板和形状记忆聚合物前驱体溶液；其中，所述多孔结构模板中的孔径为纳米级，所述形状记忆聚合物前驱体溶液包括：基材单体、交联剂以及光敏剂；将所述形状记忆聚合物前驱体溶液浸润所述多孔结构模板以填充所述多孔结构模板的孔；对填充有形状记忆聚合物前驱体溶液的模板进行交联固化后，剥离所述多孔结构模板，得到可逆减反射智能材料。由于采用可恢复的形状记忆材料，其表面微观阵列结构在外力作用下仍然可以恢复自身形态和光学性能。

技术领域

本发明涉及微纳结构智能制造技术领域，尤其涉及的是一种可逆减反射智能材料及其制备方法。

背景技术

光是获取信息的最重要途径之一，手机、电脑、汽车各种仪表盘以及建筑物玻璃幕墙等常常因其膜的反射对人们的视物造成影响，甚至损害视力。许多的光学器件膜采用玻璃或高分子塑料，容易产生镜面反射，对相关测量造成很大的误差影响。此外，光是具有巨大潜力的清洁能源，但太阳能电池却常常因其膜的反射损失而效率低下。

与此同时，在医疗方面，内窥镜头表面常常因为作业环境问题而存在表面反光看不清的困扰，内窥镜所处位置往往相对湿度更大，致使镜头表面很容易凝结水滴影响实际观察，而且也更容易滋生和粘附细菌，这也是医用内窥镜头急待解决的问题之一。

目前，在透明光学器件表面设置减反射膜可以有效减少因外光入射引起的透射光损失，解决图像对比度下降、图像模糊、眩光等一系列问题。然而，在实际使用中，减反射膜经常因灰尘、细菌附着等问题而使增透减反射效果大大降低，因此单一功能的减反射膜在应用方面受到了极大地限制，具备抗菌自清洁性能的减反射复合功能表面具备更大的应用前景。

通常，空气与抗反射膜材料之间折射率差异较大容易产生菲涅尔反射，抑制菲涅尔反射对于减少眩光十分重要，目前主要途径有三种：一是通过多层的膜或涂层实现光干涉来减少反射；二是通过涂层在膜形成微纳结构实现渐变的折射率；三是受生物启发的减反射功能膜。总的来说，光干涉减反射方法工艺复杂，且层与层之间的结合机械性能难以保证，且相消的波长是与其膜层厚度和材料相关，难以实现大范围可见光的减反射。通过涂层实现减反射的方法成本较低，但是难以控制涂层的均匀，且涂层与基底之间的结合力较差。

自然界中如蝉翼、透翅蝶透明翅膀、以及蛾眼等生物膜表面都具备高透减反射的性能，这是由于其表面的周期性亚波长微观凸起结构，可以实现两种介质折射率的平缓过渡，起到抑制菲涅尔反射的效果，实现了减少反射的目的。周期性亚波长结构与光线之间发生的散射很少，可以保证较高的透明度，这也是选择纳米级结构而不是微米级结构的原因。这些减反射策略无不依赖于精妙的微观阵列结构，然而，微纳结构的力学性能普遍较差，相对容易变形，受到较强外力时甚至容易发生不可逆转的破坏。在实际应用中，当减反射材料应用于触控类表面时(如电子设备、仪表盘、移动电子设备的触摸屏等)，其表面结构不可避免发生受力变形，此时的减反射表面界面处光学行为会随之发生改变，原本优异的减反射性能也会遭到破坏。在未来，柔性显示器件是显示屏发展的大势所趋，为了确保仿生减反射材料可以广泛应用于此类柔性显示类电子器件，所选择的基底材料需要满足较高的透明度和柔性。与此同时，表面微观结构在多次接触后的形变恢复能力正成为结构化功能材料不可或缺的性能需求，这对材料自身属性也提出了更高的要求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可逆减反射智能材料及其制备方法，旨在解决现有技术中传统减反射结构受力失效的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种可逆减反射智能材料的制备方法，其中，包括以下步骤：

提供多孔结构模板和形状记忆聚合物前驱体溶液；其中，所述多孔结构模板中的孔径为纳米级，所述形状记忆聚合物前驱体溶液包括：基材单体、交联剂以及光敏剂；