[发明专利]一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的制备方法

摘要

一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的制备方法，属于材料技术领域，具体涉及通过调节贵金属纳米孔阵列上下两个界面的环境介电常数来制备一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的方法。包括基底的清洗及表面亲水化处理、聚苯乙烯单层胶体晶体的制备、二氧化硅层包覆贵金属纳米孔阵列的构筑、悬浮贵金属纳米孔阵列的构筑、贵金属纳米孔阵列周围环境介电常数的选择性调控等几个步骤。得到的贵金属纳米孔阵列具有可见光波段内（350nm到800nm）可调的透过峰，从而表现出不同的单一颜色或者颜色图案。所得单一颜色样品表观颜色可随外界环境介电常数变化而改变；所得颜色图案样品可随外界环境介电常数变化而实现阵列图案的变色、消失以及重现。

主权项

一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的制备方法，其步骤如下：1)玻璃载玻片基底的清洗及表面亲水化处理：将玻璃载玻片用丙酮超声清洗10～15min，再用无水乙醇超声清洗10～15min，然后烘干；再用酸性处理液煮沸处理20～30min，然后经去离子水漂洗后在氮气或空气气氛下干燥，得到表面清洁及亲水化处理的玻璃载玻片基底；2)基底表面聚苯乙烯单层微球的制备：将尺寸范围为300～1000nm的聚苯乙烯微球离心清洗之后，用体积比为1～2.5：1的无水乙醇和去离子水混合溶液分散，得到质量百分浓度为0.5～2.0%的乳液；用注射器将50～100μL上述浓度的乳液缓慢的滴加到盛有去离子水的玻璃培养皿中，再滴加20～50μL质量百分浓度为2.0～8.0%的十二烷基硫酸钠的水溶液，从而在水面上得到紧密堆积的单层聚苯乙烯微球；最后用步骤1）中得到的亲水基底将浮在水面上的聚苯乙烯单层微球捞起，自然干燥后，就得到了表面具有紧密堆积单层聚苯乙烯微球的基底样品；3)基底表面贵金属纳米孔阵列的构筑：用反应性离子刻蚀将表面紧密堆积单层聚苯乙烯微球变为非紧密堆积单层聚苯乙烯微球，刻蚀后聚苯乙烯微球的直径减小为原尺寸的40～50%；然后在非紧密堆积聚苯乙烯微球的基底上依次垂直沉积1.5～2nm厚的铬和50～200nm厚的金或银，再用氯仿除去聚苯乙烯微球及其表面沉积的金属，从而在基底上得到了大面积结构有序的贵金属纳米孔阵列；4)悬浮贵金属纳米孔阵列的构筑：将步骤3）中得到的贵金属纳米孔阵列基底浸入到质量分数为1～5%的氢氟酸水溶液中刻蚀10～90s；处理后，纳米孔阵列中露出的玻璃载玻片基底纵向及横向均被刻蚀掉10～90nm，从而使贵金属纳米孔阵列悬浮在玻璃基底表面；随后将刻蚀完的样品用去离子水冲洗并用氮气吹干，得到悬浮贵金属纳米孔阵列基底，即制备得到全色结构色或可变色颜色图案阵列。