乳液噴墨打印到與水的接觸角為160°的用聚二甲基硅氧烷對三葉草葉片復形制備得到的超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴的大小為216 μ m，在溫度為90°C，濕度為90%的條件下干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為200 μπι、光子帶隙位于750 nm (采集角度，0°?75 °)的凹球形光子晶體微粒。
[0027]實施例5.在含有粒徑為400 nm的質(zhì)量分數(shù)為40%的單分散聚甲基丙烯酸甲酯膠體微球乳液中加入質(zhì)量分數(shù)為2%的粒徑為50 nm的石墨烯微粒并加入質(zhì)量分數(shù)為0.1%的乙醇，超聲分散，然后將乳液滴涂到與水的接觸角為160°的銀杏葉片超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴的大小為216 μ m，在溫度為30°C，濕度為30%的條件下干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為200 μπι、光子帶隙位于1000 nm (采集角度，Oo?75ο)的橢球形光子晶體微粒，長徑比為1.05。
[0028]實施例6.在含有粒徑為400 nm的質(zhì)量分數(shù)為40%的單分散聚苯乙烯膠體微球乳液中加入質(zhì)量分數(shù)為2%的粒徑為16 nm的Fe304微粒并加入質(zhì)量分數(shù)為10%的乙醇，超聲分散，然后將乳液滴涂到與水的接觸角為160°的用聚二甲基硅氧烷對三葉草葉片復形制備得到的超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴的大小為216 μ m，在溫度為30°C，濕度為30%的條件下干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為200 μπι、光子帶隙位于1000 nm (采集角度，0°?75 °)的橢球形光子晶體微粒，長徑比為1.5。
[0029]實施例7.在含有粒徑為1100 nm的質(zhì)量分數(shù)為60%的單分散聚苯乙烯膠體微球乳液中加入質(zhì)量分數(shù)為5%的粒徑為50 nm的Fe3O4微粒，并加入濃度為0.005 mol/L的乳化劑全氟辛酸鈉，超聲分散，然后將乳液滴涂到與水的接觸角為170°的用聚二甲基硅氧烷對紫羅蘭葉片進行復形得到的超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴大小為11 μ m，在溫度為80°C，濕度為80%的條件下干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為10 μπι、光子帶隙位于2500 nm (采集角度，0°?75°)的凹球形光子晶體微粒。
[0030]實施例8.在含有粒徑為200 nm的質(zhì)量分數(shù)為50%的單分散聚甲基丙烯酸甲酯膠體微球乳液中加入質(zhì)量分數(shù)為5%的粒徑為50 nm的碳黑微粒，并加入濃度為0.2 mol/L的乳化劑乙二醇，超聲分散，然后將乳液滴涂到與水的接觸角為180°的荷葉葉片上，形成乳液滴，乳液滴大小為550 μ m在溫度為40°C、濕度為50%的條件干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為500 μπι、光子帶隙位于500 nm (采集角度，0°?75 °)的球形光子晶體微粒。
[0031]實施例9.在含有粒徑為300 nm的質(zhì)量分數(shù)為50%的單分散二氧化娃膠體微球乳液中加入質(zhì)量分數(shù)為0.1%的粒徑為2nm的碳黑微粒并加入濃度為0.005 mol/L乳化劑十二烷基苯磺酸鈉，超聲分散，然后將乳液噴墨打印到與水的接觸角為170°的用聚二甲基硅氧烷對荷葉進行復形得到的超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴大小為I1 μ m，在溫度為40°C、濕度為60%的條件干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為100 μ m、光子帶隙位于750 nm的橢球形光子晶體微粒，長徑比為1.2。
[0032]實施例10.在含有粒徑為265 nm的質(zhì)量分數(shù)為50%的單分散二氧化娃膠體微球乳液中加入總質(zhì)量分數(shù)為0.1%的粒徑為2nm的碳黑微粒和粒徑為2 nm的Fe3O4微粒，并加入體積分數(shù)為6%的乙醇，超聲分散，然后將乳液滴涂到與水的接觸角為170°的的疏水二氧化硅修飾的聚氯乙烯超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴大小為1600 μ m，在溫度為40°C、濕度為60%的條件干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為1500 μπι、光子帶隙位于679 nm的橢球形光子晶體微粒，長徑比為1.24 (圖5)。
[0033]實施例11.在含有粒徑為300 nm的質(zhì)量分數(shù)為50%的單分散二氧化娃膠體微球乳液中加入總質(zhì)量分數(shù)為5%的粒徑為2nm的碳黑微粒和粒徑為50 nm的Fe3O4微粒，并加入濃度為0.005mol/L乳化劑十二烷基苯磺酸鈉，超聲分散，然后將乳液噴涂到與水的接觸角為170°的疏水二氧化娃修飾的聚苯乙稀超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴大小為110 μ m，在溫度為40°C、濕度為60%的條件干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為100 μ m、光子帶隙位于750 nm的橢球形光子晶體微粒，長徑比為1.2。
[0034]實施例12.在含有粒徑為300 nm的質(zhì)量分數(shù)為50%的單分散二氧化娃膠體微球乳液中加入總質(zhì)量分數(shù)為5%的粒徑為50nm的碳黑微粒、粒徑為2 nm的Fe3O4微粒、粒徑為20 nm的石墨稀顆粒，并加入濃度為0.005 mol/L乳化劑十二烷基苯磺酸鈉，超聲分散，然后將乳液噴涂到與水的接觸角為170°的用聚二甲基硅氧烷對荷葉進行復形得到的超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴大小為110 μ m，在溫度為40°C、濕度為60%的條件干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為100 ym、光子帶隙位于750 nm的橢球形光子晶體微粒，長徑比為1.2。
[0035]實施例14.在含有粒徑為300 nm的質(zhì)量分數(shù)為50%的單分散二氧化娃膠體微球乳液中加入總質(zhì)量分數(shù)為5%的粒徑為2nm的碳黑微粒和粒徑為50 nm的Fe3O4微粒，并加入濃度為0.005mol/L乳化劑十二烷基苯磺酸鈉，超聲分散，然后將乳液噴涂到與水的接觸角為170°的疏水二氧化娃修飾的聚乙稀超疏水基底上，形成乳液滴，乳液滴大小為110 μ m，在溫度為40°C、濕度為60%的條件干燥，單分散膠體微球自組裝形成大小為100 μ m、光子帶隙位于750 nm的橢球形光子晶體微粒，長徑比為1.2。
【主權項】
1.一種形貌與尺寸可控且色彩無角度依賴性的光子晶體微粒，其特征在于光子晶體微粒的外表面由單分散膠體微球以面心立方周期性結(jié)構堆砌而成，微粒內(nèi)部為長程無序結(jié)構，在單分散膠體微球的間隙填充有Fe3O4納米微粒或碳黑微?；蚴╊w?；蛉叩幕旌衔锛{米微粒，F(xiàn)e3O4納米微?；蛱己谖⒘；蚴☆w粒的粒徑是2?50 nm。2.根據(jù)權利要求1所述的光子晶體微粒，其特征在于單分散膠體微球是單分散聚苯乙烯膠體微球、單分散聚甲基丙烯酸甲酯膠體微球、單分散聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙稀酸膠體微球和單分散二氧化娃膠體微球其中的一種。3.根據(jù)權利要求1所述的光子晶體微粒，其特征在于光子晶體微粒的形貌為球形或橢球形或凹球形。4.根據(jù)權利要求1所述的光子晶體微粒，其特征在于光子晶體微粒的尺寸為10μ m?1500 μ mD5.根據(jù)權利要求3所述的光子晶體微粒，其特征在于橢球形光子晶體微粒的長徑比為1.05 ?1.5o6.根據(jù)權利要求1所述的光子晶體微粒，其特征在于光子晶體微粒光子帶隙為200?2500 nm，0°?75 °色彩和反射峰位置保持恒定。7.一種形貌與尺寸可控且色彩無角度依賴性的光子晶體微粒的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (I)將單分散膠體微球乳液超聲分散后形成乳液，在上述乳液中加入質(zhì)量分數(shù)為0.1%?5%、粒徑為2?50 nm的Fe3O4納米微?；蛱己谖⒘；蚴☆w?；蛘呷叩幕旌衔?，超聲分散后，通過噴涂或滴涂或噴墨打印的方式分散到天然或者仿生制備的普通超疏水基底上，形成乳液滴；或者在上述單分散膠體微球乳液中加入濃度為0.005?0.2 mol/L的乳化劑，超聲分散后，通過噴涂或滴涂或噴墨打印的方式分散到天然或者仿生制備的普通超疏水基底上，形成乳液滴；或者在上述單分散膠體微球乳液中加入質(zhì)量分數(shù)為0.1%?10%的乙醇，超聲分散后，通過噴涂或滴涂或噴墨打印的方式分散到天然或者仿生制備的普通超疏水基底上，形成乳液滴； 在溫度為15 °C?90 °C，相對濕度為15%?90%的條件下將乳液滴 充分干燥，得到形貌與尺寸可控且色彩無角度依賴性的光子晶體微粒。8.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于單分散膠體微球乳液中單分散膠體微球的質(zhì)量分數(shù)為5%?60%，余量為水，單分散膠體微球的粒徑為80?1100 nm,乳液滴的直徑為 11 μπι ?1600 μmD9.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于超疏水基底與水的靜態(tài)接觸角為150°?180°，超疏水基底優(yōu)選自荷葉葉片、紫羅蘭葉片、三葉草葉片、銀杏葉片其中之一，或者通過聚二甲基硅氧烷對上述任意一種葉片進行復形得到的超疏水基底，或者疏水二氧化娃修飾的聚苯乙稀、聚乙稀、聚氯乙稀其中之一。10.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于乳化劑是十二烷基苯磺酸鈉、全氟辛酸鈉、乙二醇其中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種形貌可控且色彩無角度依賴性的光子晶體微粒及其制備方法。將Fe3O4納米微粒、碳黑納米微粒、石墨烯納米顆?；蛉叩幕旌衔锱c含有單分散膠體微球的乳液混合，經(jīng)噴涂、滴涂或者噴墨打印到超疏水基底上，形成直徑為11μm～1.6mm的乳液滴，干燥后得到球形或者凹球形的色彩無角度依賴性的光子晶體微粒；或者將Fe3O4納米微?；蛱己诩{米微?；蚴┘{米顆?；蛘呷叩幕旌衔铩⒁掖蓟虮砻婊钚詣┡c含有單分散膠體微球的乳液混合后，經(jīng)噴涂、滴涂或者噴墨打印到超疏水基底上，形成直徑為11μm～1.6mm的乳液滴，干燥后得到橢球形的色彩無角度依賴性的彩色光子晶體微粒，微粒的長徑比可控。其具有不褪色、環(huán)保的特點，在顏料、顯示、傳感等領域具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】C30B29/60, C30B5/02
【公開號】CN105177714
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】周金明, 楊靜, 谷占東, 張國福, 魏雨
【申請人】河北師范大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月16日