纺织基材上P(St-MAA)/WPU复合光子晶体生色结构的快速制备及其性能

来源：现代纺织技术杂志2022年第2期北京时间：

作者：何文玉, 高雅芳, 张耘箫, 金梦婷, 周岚, 王相林, 刘国金

单位：1.浙江理工大学,a.浙江省纤维材料和加工技术研究重点实验室;b.先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州 3100182.兴化市大地蓝绢纺有限公司,江苏泰州 225700

摘要：为快速制备兼顾结构色效果和结构稳定性的光子晶体生色结构,提出了一种采用填充法制备复合光子晶体的方法。先将聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(P(St-MAA))胶体微球预组装液喷涂于涤纶基材上制备光子晶体,再利用水性聚氨酯(WPU)对P(St-MAA)光子晶体上进行二次喷涂,最终得到P(St-MAA)/WPU复合光子晶体。探究WPU质量分数对光子晶体排列、结构色效果、结构稳定性的影响,并分析P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的光学性能。结果表明:喷涂WPU不会破坏光子晶体原有的规整排列,其会优先渗入P(St-MAA)微球间的缝隙中,逐渐替代原光子晶体内中的空气,最终实现对P(St-MAA)微球的包裹;WPU的填充使得P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的平均折射率增加,结构色色相产生红移现象;P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的结构稳定性高于P(St-MAA)光子晶体,且WPU的质量分数越大,稳定性改善程度越明显;喷涂WPU后所得的复合光子晶体结构仍呈现出良好的结构色效果且虹彩效应明显。研究结果为在纺织基材上快速制备兼具鲜艳结构色和稳定结构的光子晶体提供了简便方法,可推动光子晶体生色结构的实际应用。

关键词：光子晶体,结构色,稳定性,水性聚氨酯(WPU)溶液,聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(P(St-MAA)),胶体微球

基金资助：国家自然科学基金项目(52003242);浙江省自然科学基金项目(LQ19E030022);浙江省自然科学基金项目(LY20E030006);浙江理工大学科研启动基金项目(18012212-Y);2020年国家级大学生创新创业训练计划项目;2019年泰州市高层次创新创业人才(团队)引进计划