[发明专利]一种超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法

权利要求书

1.一种超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，由以下步骤制得：

步骤1：将纳米微球悬浮液、去离子水、无水乙醇混合均匀，超声分散5-10分钟形成胶体晶体分散液；

步骤2：通过注射泵将分散液缓慢输送到超声喷雾头，分散液在超声波作用下雾化成微纳米雾滴，随后在超声波的定向聚焦作用下施加于空气/水界面；

步骤3：分散液雾滴触碰水面后，在马兰戈尼效应作用下迅速向四周扩散，将其内包含的纳米微球均匀分散于水面；

步骤4：静置5-10分钟，纳米微球在空气-水界面通过毛细管力进行自组装，随后形成紧密排列的单层模板；

步骤5：胶体晶体自组装完成后，通过缓慢提升预先浸没于水面下的基板将单层模板转移至基板上；

步骤6：缓慢转移基板至水浴烘箱，待模板中溶剂缓慢挥发，即可得到大面积单层微球模板。

2.根据权利要求1所述的超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，微球表面应具备较高的疏水性，通过接触角测试水滴在其表面的接触角应不低于90°。

3.根据权利要求1所述的超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，将基板浸没于水下之前，需先对基板表面进行超亲水处理。

4.根据权利要求1所述的超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，胶体晶体分散液中，除去离子水外，选择表面张力比水低，且能与水任意比例互溶的有机溶剂，无水乙醇、正丙醇或异丙醇。

5.根据权利要求1所述的超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，通过超声喷雾的方式将胶体晶体分散液雾化成微纳米雾滴，并通过超声波的定向聚焦作用施加于空气/水界面。

6.根据权利要求1所述的超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，特定水域面积S所需注入的纳米微球的质量M由下式控制：

注：式中ρ为纳米微球的密度，S为水域面积，R为纳米微球半径。

7.根据权利要求1所述的超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，纳米微球组装完成后是通过抬升基板的方式将模板转移至基板。

8.根据权利要求1所述的超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，超声喷雾是利用注射泵以0.5-5ml/h的速度将分散液输送至喷头，在超声波作用下将分散液雾化。

9.根据权利要求8所述的超声喷雾制备大面积单层胶体晶体模板的方法，其特征在于，喷头距离水面的距离为5-20mm。