[发明专利]一种光子晶体自组装织物及其制备方法

说明书

本发明提供一种光子晶体自组装织物及其制备方法，包括，制备SiO₂纳米微球；SiO₂纳米微球和多巴胺DA超声分散在Tris缓冲液中，搅拌，离心，清洗，干燥得到固体SiO₂@PDA纳米微球；预处理过的丝绸在壳聚糖溶液浸泡，漂洗、干燥；将制备的SiO₂@PDA纳米微球用无水乙醇配制成悬浊液倒入烧杯中，超声分散；将处理好的丝绸垂直插入该悬浊液中，用夹具将其固定在烘箱中进行自组装，直至溶剂完全挥发，丝绸上得到光子晶体结构层。本发明制备出高饱和度和强机械性能的结构色织物，制备方法简单，效率高，而且具有进行大面积工业化生产。

技术领域

本发明提供一种光子晶体自组装织物及其制备方法，属于纺织技术领域。

背景技术

近年来提高光子晶体自组装织物的色彩饱和度以及机械性能已成为结构生色的研究的热点问题，研究者们就此问题展开了大量的研究工作。如加入炭黑(RSC Adv.,2017,7:8443-8452、Angewandte Chemie(International ed.in English),27May 2013,52(28):7261-7265)和氧化石墨烯(Dyes Pigm 2019,164:222–226、RSC Adv.,2018,8,16593)等吸收相干散色光来增强结构色的饱和度，然而，由于胶体颗粒之间的弱相互作用，结构色非常脆弱且机械稳定性差，从而阻碍了结构色的实际应用。因此研究者们对结构色机械稳定性功能进行了大量的研究，已经开发了许多增强结构色稳定性的方法。如利用聚丙烯酸酯(PA)、聚乙烯醇(PVA)和聚脲(PU)(ACS Applied MaterialsInterfaces,2019,11(13)：13022-13028)等粘合剂和采用软质微球(Langmuir:the ACS journal of surfaces andcolloids,2014,30(9):2369-75)来增强结构色的机械稳定性。由于其添加物与常用的光子晶体微球(SiO2、PS)的折射率相近，因此降低了结构色饱和度。因此，织物染色的颜色饱和度和高机械性能同时满足需要继续深入的研究。

总之，现有技术存在以下的缺点：

(1)在结构生色的过程中，结构色饱低和度与机械稳定性较差。

(2)制备方法复杂，实验条件苛刻，对设备要求高，制备结构色织物效率低。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术的不足，提供了一种制备高结构稳定性结构色薄膜的方法。不仅解决了无法在白色织物上染色的问题，而且也解决了颜色暗淡、饱和度低以及抗弯曲性能、洗涤性能和摩擦性能差等问题。

具体的技术方案为：

一种光子晶体自组装织物的制备方法，包括以下步骤：

S1.制备单分散性好的SiO₂纳米微球

在容器中加入3ml～10ml正硅酸四乙酯，加入水乙醇稀释至50ml，超声分散20min，形成均匀分散的溶液A；

反应容器中加入一定量的去离子水，加入适量的氨水作为催化剂，再向其加入无水乙醇，配制成40ml的溶液，30℃～60℃条件下，在磁力搅拌器搅拌5分钟形成均匀分散的溶液B；

将溶液A快速倾倒至溶液B中，调节搅拌速度为150r/min，反应5h；

反应结束后，将合成的二氧化硅溶液倒入离心管中，用高速离心机进行离心，离心完毕后，倾倒上层清液，得到白色固体；再加入适量的无水乙醇，超声分散、离心；重复上述清洗步骤多次，直至倾倒的上层清液没有氨水的味道为止；

最后真空干燥得到固体SiO₂纳米微球。

S2.制备SiO₂@PDA纳米微球