Page 120 - 《精细化工》2022年第8期

·1620· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

理和化学刺激而发生改变的响应性光子晶体 [10-14] 。 型阻抗分析仪，美国安捷伦科技公司；TiS75 红外
其原理是：在物理或者化学信号的刺激下，光子晶 热像仪，美国福禄克公司。
体的周期或者介电常数发生变化，进而引起光子带 1.2 基于 C 12 DMAO 的温敏光子晶体材料的制备
隙的改变，从而产生颜色的变化 [15-17] 。响应性光子 如图 1 所示，首先，将 200 mL（0.87 mmol）
晶体因其良好的显色效果、响应性能而受到广泛关 C 12 DMAO、85 mg（0.83 mmol）NA、0.20 g（1.77 mmol）
注 [6-8] 。目前，PARK 等 [18] 提出将温敏响应光子晶体 NIPAM、0.20 g（1.18 mmol）DAAM、0.05 g（0.71 mmol）
材料与集成电路结合，制备自适应变色器件。然而， AM、50 mg（0.32 mmol）MBAA、20 μL（0.13 mmol）
目前报道的温敏响应光子晶体材料能在 1~10 min 内 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173 光引发剂）配制
改变折射率和板厚（即晶格间距）来控制自身颜色 成前驱液，超声溶解 10 min 后，用手电筒照射前驱
的变化 [19-21] ，温敏响应光子晶体材料变色的滞后性 液，观察溶液中是否有蓝色絮状物，来决定是否在
影响其使用性，为此，开发快速响应的温敏变色材 254、365 nm 的紫外波长条件下聚合 10 min。通过改
料具有重要的意义。 变配方含量（表 1），制备一系列温敏光子晶体水凝
本文拟首先制备快速响应的温敏光子晶体水凝 胶 C 12 DMAO/PNIPAM-co-PDAAM-co-PAM。
胶；然后将制备的温敏光子晶体水凝胶进行包覆来
增强变色材料的稳定性，并将包覆好的材料与正阵
列式 6×6 像素点的集成电路电加热板结合来构筑
自适应光子晶体结构色器件；最终通过测试调控，
让自适应光子晶体结构色器件展示出目标颜色图
案。自适应结构色器件具有柔性材料可穿戴的优异
性能和结构色水凝胶快速热响应变色、可视化等特
性，以期拓宽其在迷彩防伪领域的应用。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器
N,N-二甲基十二烷基氧化胺（C 12 DMAO）、双 图 1 温敏光子晶体水凝胶的制备原理图
Fig. 1 Preparation principle diagram of thermosensitive
丙酮丙烯酰胺（DAAM），AR，北京百灵威科技有 photonic crystal hydrogel
限公司；正己醇（NA），AR，天津市大茂化学试剂
厂；N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM），AR，萨恩化学 表 1 温敏光子晶体水凝胶的配方
Table 1 Formulations of thermosensitive photonic crystal
技术上海有限公司；丙烯酰胺（AM）、N,N-亚甲基 hydrogels
双丙烯酰胺（MBAA），AR，天津市科密欧化学试 C 12DMAO/ NA/ NIPAM/ DAAM/ MBAA/ 1173/
样品 AM/g
剂有限公司；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173 光 mL mg g g mg μL
引发剂），AR，广州市利厚贸易有限公司；SYLGARD 1 200 85 0.20 0.20 0.05 50 20
184 硅橡胶（黏度 4000~6500 Pa·s）、SYLGARD 184 2 200 85 0.30 0.10 0.05 25 20
硅橡胶（弹性体 KIT），上海恩莱保贸易有限公司； 3 200 85 0.30 0.10 0.05 50 20
3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷（KH-560），质 4 200 85 0.30 0.10 0.05 75 20
量分数 98%，广州市中杰化工科技有限公司；铂 5 200 85 0.30 0.10 0.05 85 20
6 200 85 0.30 0.10 0.05 100 20
(0)-1,3-二乙烯-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物，质量
7 200 85 0.30 0.10 0.05 125 20
分数 99.95%，广州市中杰新材料有限公司。
8 200 85 0.30 0.10 0.05 150 20
WFH-204BS 手提式紫外分析仪（254、365 nm），
9 200 85 0.10 0.30 0.05 50 20
上海科兴仪器有限公司；PG2000-Pro 光纤光谱仪，
10 200 85 0.30 0.10 0.15 50 20
上海辰昶仪器设备有限公司；YE5K623195 型自动
11 200 85 0.30 0.10 0.20 50 20
移液器，大龙兴创仪器（北京）有限公司；SU8220 12 200 85 0.30 0.10 0.25 50 20
型冷场发射扫描电子显微镜，日本日立高新技术有
限公司；FD-2A 型冷冻干燥机，北京博医康实验仪 下一步将制备的样品用手术刀进行裁剪，得到
器有限公司；PT-305 型电脑式拉力试验机，东莞市 10 mm×10 mm×2 mm 大小的样品。
普赛特检测设备有限公司；NANOSTAR 小角 X 射 最后，将 11 g SYLGARD 184 硅橡胶、20 μL
线散射仪，德国 Bruker AXS 公司；Agilent 4294A KH-560，10 μL 铂(0)-1,3-二乙烯-1,1,3,3-四甲基二硅