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本发明涉及光子晶体材料技术领域，尤其涉及一种光子晶体3D打印墨水、光子晶体及其制备方法。该光子晶体3D打印墨水包括二氧化硅核壳粒子和预交联凝胶，二氧化硅核壳粒子包括二氧化硅纳米颗粒内核和包覆于该内核表面的聚合物外壳。本发明在二氧化硅纳米颗粒的表面包覆聚合物外壳，通过减少二氧化硅胶体粒子表面的羟基，使得二氧化硅核壳粒子的表面能下降，单分散程度高，在体系中具有自组装的趋向。利用二氧化硅核壳粒子与预交联凝胶混合，即可得到具有明亮结构色的光子晶体3D打印墨水。且该墨水稳定性高、打印可重复性好。利用该墨水3D打印得到的光子晶体具有角度依赖性结构色，并有良好的结构记忆与颜色储存性，在防伪等领域具备应用价值。

1.一种光子晶体3D打印墨水，其特征在于，所述光子晶体3D打印墨水包括二氧化硅核壳粒子和预交联凝胶，所述二氧化硅核壳粒子包括二氧化硅纳米颗粒内核和包覆于所述二氧化硅纳米颗粒内核表面的聚合物外壳。 2.根据权利要求1所述的光子晶体3D打印墨水，其特征在于，所述二氧化硅纳米颗粒的粒径为80-600nm，所述聚合物外壳的厚度为5-18nm，所述聚合物选自聚苯乙烯、聚丙烯酸丁酯和聚丙烯酸叔丁酯中的一种或多种； 所述预交联凝胶包括第一单体、交联剂、偶氮引发剂和第一溶剂。 3.一种权利要求1-2任一项所述的光子晶体3D打印墨水的制备方法，其特征在于，包括步骤： 制备二氧化硅核壳粒子，所述二氧化硅核壳粒子包括二氧化硅纳米颗粒内核和包覆于所述二氧化硅纳米颗粒内核表面的聚合物外壳； 制备预交联凝胶，所述预交联凝胶包括第一单体、交联剂、偶氮引发剂和第一溶剂； 将所述二氧化硅核壳粒子与所述预交联凝胶混合后，经分散，静置，得到所述光子晶体3D打印墨水。

光子晶体(Photonic Crystal，PhC)是一种由不同介电常数的材料在一维、二维、三维方向上重复堆叠形成的周期性结构。光子晶体最大的特点是其拥有光子禁带(Photonic Band-Gap，PBG)，所有波长位于光子禁带内的电磁波都会被禁止通过光子晶体，这就赋予了光子晶体一种新的特性—电磁波的波长选择性。目前一维、二维光子晶体都已经拥有商用的大规模制备方法，而三维光子晶体主要由“自上而下”光刻与“自下而上”胶体微球自组装制造，由于其结构复杂性和制备方法规模的限制性，目前还没有商用大规模制备三维光子晶体的报道。光子晶体的波长选择性在宏观上最明显的体现就是其拥有具有角度依赖性的结构色，结构色不同于色素色，前者是一种光学现象，可以做到高饱和度、高亮、无污染、结构不发生变化的前提下可以做到永不褪色。这些特点使得光子晶体在信息加密、防伪技术、生物传感器、彩色显示等领域有很强的商业应用潜力。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本发明公开了一种光子晶体3D打印墨水，所述光子晶体3D打印墨水由二氧化硅核壳粒子和预交联凝胶构成，所述二氧化硅核壳粒子包括二氧化硅纳米颗粒内核和包覆于所述二氧化硅纳米颗粒内核表面的聚合物外壳。本发明采用在二氧化硅纳米颗粒的表面包覆聚合物外壳，通过减少二氧化硅胶体粒子表面的羟基基团，使得经过改性与接枝聚合物的二氧化硅核壳粒子的表面能下降，单分散程度高，在光子晶体3D打印墨水体系中具有自组装的趋向。利用不同粒径和/或不同聚合物外壳厚度的二氧化硅核壳粒子与配制好的预交联凝胶混合，即可得到具有明亮结构色的光子晶体3D打印墨水。且该光子晶体3D打印墨水稳定性高、放置数天结构色无变化、打印可重复性好。

技术合作

本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。