不同粒径SiO_(2)粒子混合制备光子晶体结构色薄膜

采用基于Stober工艺的溶剂调控法制备了分散性较好的粒径为247和285nm的SiO_(2)纳米粒子,通过调控两种SiO_(2)纳米粒子的混合比例构建不同颜色的结构色薄膜。当247 nm SiO_(2)所占比例增加时,颜色逐渐蓝移,但由于非相干光散射的影响,光子晶体薄膜颜色变淡。为解决这一问题,在SiO_(2)悬浮液中加入墨水,当墨水质量分数增加时,薄膜的明度降低、饱和度提高,且墨水质量分数为0.06%时饱和度最高。考察了粒径、混合比例以及墨水质量分数对结构色的影响,结果发现,光子晶体的结构色受粒径影响,且符合布拉格公式,混合比例的不同改变了SiO_(2)的平均粒径,因而形成不同颜色。

均匀SiO_(2)纳米颗粒的制备及其结构生色

基于Stober法,以正硅酸乙酯为前驱体,氨水为催化剂,蒸馏水作为水解剂,乙醇为溶剂,制备出粒径范围在亚微米级的均匀二氧化硅(SiO_(2))纳米颗粒;研究了粒径与反应温度、反应时间及溶剂体积的关系。制备过程中发现,固定其它反应条件不变,仅通过调控溶剂乙醇的用量,即可精准调控SiO_(2)颗粒的粒径及其均匀度;溶剂调控法制备的颗粒为均匀球形,粒径范围在150~450 nm之间,分散系数PDI小于0.1。研究结果表明:反应温度升高,SiO_(2)粒径减小;反应时间增加,粒径变大,但在2 h后保持不变;溶剂乙醇体积增加,粒径减小,粒径与乙醇体积存在线性关系;同时,通过颗粒自组装形成的光子晶体薄膜具有明显的结构色,进一步验证了溶剂调控法制备均匀颗粒的有效性。