一種蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體的制備方法，本發(fā)明的蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體的制備方法包括：將膠體粒子分散在一定比例的乙醇和水的混合溶液中，通過調(diào)節(jié)基板與水面的角度，調(diào)節(jié)膠體粒子下滑的速度，使膠體粒子沿著基板滑在水和空氣的界面，加入表面活性劑調(diào)節(jié)水和空氣界面的表面張力，形成一層單層膜，然后轉(zhuǎn)移至任意基底上。本發(fā)明操作方法簡單，制備成本低廉，對環(huán)境友好，可制備出大面積的薄膜。
【專利說明】一種蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于二維光子晶體薄膜的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體的制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]光子晶體是一種在微米、亞微米等光波長的量級上折射率呈現(xiàn)周期性變化的介質(zhì)材料。1987年，由E.Yablonovitch首先提出光子晶體的概念,從材料結(jié)構(gòu)上看,光子晶體是一類在光學(xué)尺度上具有周期性介電結(jié)構(gòu)的人工設(shè)計和制造的晶體。高度有序蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體，由于在光子材料、高密度磁存儲材料，生物傳感器等的廣泛應(yīng)用而受到研究者們的廣泛關(guān)注。光子晶體的制備工藝非常困難，隨著科技的發(fā)展，科學(xué)家們制備了各種各樣的晶體結(jié)構(gòu)，其中應(yīng)用 最多的是蛋白石結(jié)構(gòu)。目前，組裝二維蛋白石光子晶體的主要方法:旋涂法、垂直沉積法、提拉法等。而制備二維蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體主要存在的問題是存在著大量的結(jié)構(gòu)缺陷，比如:點缺陷，線缺陷等。
[0004]唐月鋒等申請的中國專利CN200810019681.0請求保護(hù)的是一種可調(diào)均勻孔聚苯乙烯單層膜的制備方法，其中通過將單分散的聚苯乙烯微球通過提拉法，得到長程有序的單層膜。董啟明等申請的中國專利CN201210347815.8請求保護(hù)的是一種膠體微球單層膜的自組裝制備方法，該方法利用旋涂法得到單層膜后，然后再采用氣液界面法排成密堆積的六方結(jié)構(gòu)。但是上述方法存在的主要問題是需要大型儀器才能制備單層膜，制備方法復(fù)雜，制備成本高。李永軍等申請的中國專利CN200810143328.3請求保護(hù)了一種大面積納米微粒單層膜的制備方法，該方法通過依次加入水溶性有機(jī)物、非水溶性液態(tài)有機(jī)物以及水，將水溶性納米粒子從膠體溶液中萃取出來，在水/非水溶性液態(tài)有機(jī)物界面上制備單層膜。該方法的缺點是使用的有機(jī)溶劑對環(huán)境會造成污染。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)新性地提出了直接在空氣和水的界面制備蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體單層薄膜，本發(fā)明的制備方法簡單，制備成本低廉，對環(huán)境友好，并且可以制備出大面積的薄膜，可以有效的減少制備得到的薄膜的缺陷。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題而提供了一種蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體的制備方法。
[0008]本發(fā)明的制備方法包括以下步驟:
(O將膠體粒子分散在一定體積比的乙醇和水的混合溶液中，超聲分散5~20分鐘備
用；
(2)取一培養(yǎng)皿,加入一定體積的去離子水，將洗漆干凈的基片置于培養(yǎng)皿中，保持基片與水面成5°、0°的角度；將步驟(1)得到的混合溶液滴加在基片上，通過調(diào)芐基片與水面的角度，使膠體粒子沿基片緩慢滑至空氣與水的界面，在空氣與水的界面滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19TlO%的表面活性劑十二烷基硫酸鈉以調(diào)節(jié)界面的表面張力，使膠體粒子在空氣與水的界面形成一層單層薄膜；
(3)另取一洗滌干凈的基底，將單層薄膜從水面轉(zhuǎn)移至基底上，室溫干燥，得到高度有序的蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體單層薄膜。
[0009]本發(fā)明的制備方法簡單，制備成本低廉，對環(huán)境友好，并且可以制備出大面積的薄膜，可以有效的減少制備得到的薄膜的缺陷。
[0010]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明制備蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體單層薄膜的裝置示意圖；
圖2為本發(fā)明制備的蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體單層薄膜的SEM圖；
圖3為本發(fā)明制備的蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體單層薄膜數(shù)碼照片。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。 [0014]實施例一:
(I)將556nm聚苯乙烯微球離心,干燥。稱取質(zhì)量為Ig微球，分散在15ml體積比為1:2的乙醇和水的混合溶液中，超聲十分鐘，混合均勻。
[0015](2)加入IOml水于培養(yǎng)皿中，將硅片放入培養(yǎng)皿中，保持硅片與水面成30°角，滴加IOml聚苯乙烯膠體粒子混合溶液在硅片上，使膠體粒子慢慢滑落至水面，在空氣與水的界面滴加IOml表面活性劑十二烷基硫酸鈉溶液，在水面形成聚苯乙烯單層薄膜。圖1為制備聚苯乙烯單層薄膜的裝置示意圖。
[0016](3)另取洗滌干凈的硅基板，插入水中，然后緩慢提起，將單層薄膜附著在基板上，干燥，得到蛋白石結(jié)構(gòu)聚苯乙烯單層薄膜，圖2、圖3分別為聚苯乙烯單層膜薄膜掃描電鏡和數(shù)碼照片。
[0017]實施例二:
(I)將600nm 二氧化硅微球離心，干燥。稱取質(zhì)量為Ig的微球，分散在IOml體積比為I:2的乙醇和水的混合溶液中，超聲十分鐘，混合均勻。
[0018](2)加入20ml水于培養(yǎng)皿中，將洗漆干凈的娃片放入培養(yǎng)皿中，保持娃片與水面成45°角，滴加15ml 二氧化硅膠體粒子混合溶液在硅片上，使膠體粒子慢慢滑落至水面，滴加15ml表面活性劑十二烷基硫酸鈉溶液于水面,調(diào)節(jié)空氣與水的表面張力，使二氧化硅膠體粒子在空氣與水的界面形成二氧化硅單層薄膜。
[0019](3)另取玻璃基板，洗滌干凈，將單層薄膜從水面轉(zhuǎn)移至基板上，干燥，得到蛋白石結(jié)構(gòu)二氧化硅單層薄膜。
【權(quán)利要求】
1.一種蛋白石結(jié)構(gòu)二維光子晶體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (O將膠體粒子分散在一定體積比的乙醇和水的混合溶液中，超聲分散5~20分鐘備用； (2)取一培養(yǎng)皿,加入一定體積的去離子水，將洗漆干凈的基片置于培養(yǎng)皿中，保持基片與水面成5°、0°的角度；將步驟(1)得到的混合溶液滴加在基片上，通過調(diào)芐基片與水面的角度，使膠體粒子沿基片緩慢滑至空氣與水的界面，在空氣與水的界面滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19TlO%的表面活性劑十二烷基硫酸鈉以調(diào)節(jié)界面的表面張力，使膠體粒子在空氣與水的界面形成一層單層薄膜； (3)另取一洗滌干凈的基底，將單層薄膜從水面轉(zhuǎn)移至基底上，室溫干燥，得到高度有序的蛋白石結(jié)構(gòu)二維光 子晶體單層薄膜。
【文檔編號】C30B5/00GK103966655SQ201410189467
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】趙九蓬, 侯雪梅, 李垚, 徐洪波 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)