br>[0028]步驟二、在基底上制備步驟一中優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)后的人工微結(jié)構(gòu)材料，然后將帶有人工微結(jié)構(gòu)材料的基底置于剝離液中，基底被溶解，得到從基底上剝離的人工微結(jié)構(gòu)材料，需要說明的是，根據(jù)基底材料的不同，可以直接將基底置于單一剝離液中，也可能是將基底依次置于不同的剝離液中，具體可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)選擇，如當(dāng)原始人工微結(jié)構(gòu)材料為貴金屬納米組裝體系時，基底為附帶鋁基底的氧化鋁膜，剝離過程即先將基底置于氯化銅和鹽酸混合溶液，再將基底置于稀磷酸溶液中；
[0029]在基底上制備人工微結(jié)構(gòu)材料的具體制備過程為現(xiàn)有技術(shù)，具體方法需根據(jù)原始人工微結(jié)構(gòu)材料的種類確定，如對貴金屬納米組裝體系而言，制備方法為模板法，制備工藝為物理氣相沉積，制備設(shè)備為電子束蒸鍍設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行選擇即可；
[0030]步驟三、將步驟二剝離的人工微結(jié)構(gòu)材料超聲粉碎，采用現(xiàn)有技術(shù)中的超聲粉碎機(jī)即可完成，得到人工微結(jié)構(gòu)材料碎片，人工微結(jié)構(gòu)材料碎片的顆粒度比優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)后的人工微結(jié)構(gòu)材料周期單元的長度大2-4個數(shù)量級，如貴金屬納米組裝體系，周期單元的長度為1nm量級，則人工微結(jié)構(gòu)材料碎片的顆粒度可以為1um量級；
[0031]步驟四、將人工微結(jié)構(gòu)材料碎片與粘性溶劑進(jìn)行物理混合，得到涂料，涂料中人工微結(jié)構(gòu)材料碎片的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40-90 %，優(yōu)選50-70 % ;
[0032]其中，粘性溶劑為具備粘性的材料，一般采用光學(xué)環(huán)氧膠；涂料中的碎片的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在40% _90%，是為了保證涂料形成的涂層的物理性能與原始人工微結(jié)構(gòu)材料一致，具體摻雜比例根據(jù)人工微結(jié)構(gòu)材料的不同而不同，可以通過實(shí)驗(yàn)獲得優(yōu)選范圍；
[0033]步驟五、將涂料刷涂、噴涂或熱壓在目標(biāo)面上，自然固化，涂料在目標(biāo)面上形成涂層，得到覆載在目標(biāo)面上的人工微結(jié)構(gòu)材料，實(shí)現(xiàn)人工微結(jié)構(gòu)材料的自由移植。
[0034]實(shí)施例1
[0035]原始人工微結(jié)構(gòu)材料在450nm-750nm區(qū)間內(nèi)有一個強(qiáng)吸收峰，峰值吸收率大于85%。
[0036]人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，包括以下步驟:
[0037]步驟一、在CST軟件中建立原始人工微結(jié)構(gòu)材料的單元模型，單元模型建立后，利用CST軟件自帶的Model工具建立原始人工微結(jié)構(gòu)材料的周期陣列，在X，y, z三個空間尺度上分別構(gòu)建10個單元，構(gòu)成空間周期陣列，完成原始人工微結(jié)構(gòu)材料物理模型的構(gòu)建，然后將CST軟件的背景折射率由真空中的I修改為1.45，對人工微結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使背景折射率為1.45的情況下，優(yōu)化后的人工微結(jié)構(gòu)材料的物理性質(zhì)與原始人工微結(jié)構(gòu)材料最接近；
[0038]步驟二、采用電子束蒸鍍法在附帶鋁基底的氧化鋁膜上，采用模板法制備優(yōu)化后的人工微結(jié)構(gòu)材料；
[0039]步驟三、將帶有人工微結(jié)構(gòu)材料的附帶鋁基底的氧化鋁膜先置于氯化銅和鹽酸混合溶液中，再置于稀磷酸溶液中，得到剝離的人工微結(jié)構(gòu)材料；
[0040]步驟三、將人工微結(jié)構(gòu)材料超聲粉碎為碎片，碎片的顆粒度為1um量級(優(yōu)化后的人工微結(jié)構(gòu)材料的周期長度為50nm);
[0041]步驟四、將碎片與光學(xué)環(huán)氧膠按質(zhì)量比1:1進(jìn)行物理混合，攪拌均勻，得到涂料；
[0042]步驟五、將涂料刷涂于目標(biāo)面之上，置于太陽光之下自然固化，固化后，得到覆蓋在目標(biāo)面上的人工微結(jié)構(gòu)材料。
[0043]采用紫外可見分光光譜儀對原始人工微結(jié)構(gòu)材料與覆載在目標(biāo)面上的人工微結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行檢測，圖1為原始人工微結(jié)構(gòu)材料與覆載在目標(biāo)面上的人工微結(jié)構(gòu)材料的紫外可見光譜，從圖中可以看出，覆載在目標(biāo)面上的人工微結(jié)構(gòu)材料在紫外波段的主吸收峰發(fā)生了一定程度的偏移，但仍然在此波段表現(xiàn)出選擇性強(qiáng)吸收的性質(zhì)，即450nm — 750nm區(qū)間內(nèi)有一個強(qiáng)吸收峰，峰值吸收率大于85%，滿足使用要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、采用電磁學(xué)仿真軟件建立人工微結(jié)構(gòu)材料的物理模型，將電磁學(xué)仿真軟件的背景折射率修改為待使用的粘性溶劑的折射率，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)； 步驟二、在基底上制備步驟一中優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)后的人工微結(jié)構(gòu)材料； 步驟三、將步驟二制備的人工微結(jié)構(gòu)材料從基底上剝離，然后進(jìn)行超聲粉碎，得到碎片，碎片的顆粒度比優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)后的人工微結(jié)構(gòu)材料周期單元的長度大2-4個數(shù)量級； 步驟四、將碎片與粘性溶劑進(jìn)行物理混合，得到涂料，涂料中碎片的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40-90% ； 步驟五、將涂料刷涂、噴涂或熱壓在目標(biāo)面上，自然固化，涂料在目標(biāo)面上形成涂層，得到覆載在目標(biāo)面上的人工微結(jié)構(gòu)材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，步驟一與步驟四中，所述的粘性溶劑為光學(xué)環(huán)氧膠。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，步驟一中，所述電磁學(xué)仿真軟件為CST或者FDTD Solut1ns。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，步驟一中，所述采用電磁學(xué)仿真軟件建立人工微結(jié)構(gòu)材料的物理模型的過程是:首先構(gòu)建人工微結(jié)構(gòu)材料的單元模型，單元模型建立后，利用電磁學(xué)仿真軟件自帶的Model工具建立人工微結(jié)構(gòu)材料的周期陣列，然后在X，1，z三個空間尺度上構(gòu)建空間周期陣列。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，步驟一中，所述優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)過程是:電磁學(xué)仿真軟件首先對構(gòu)建的人工微結(jié)構(gòu)材料的物理模型進(jìn)行可控參數(shù)敏感性分析，確定敏感性可控參數(shù)，然后調(diào)節(jié)敏感性可控參數(shù)，得到優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，當(dāng)人工微結(jié)構(gòu)材料為貴金屬納米組裝體系時，步驟二采用模板法制備人工微結(jié)構(gòu)材料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，當(dāng)步驟二采用的基底由單一材料組成時，步驟三中，將人工微結(jié)構(gòu)材料從基底上剝離的方法是，將基底溶解在剝離液中。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，當(dāng)步驟二采用的基底由多種材料組成時，步驟三中，將人工微結(jié)構(gòu)材料從基底上剝離的方法，是將基底依次溶解在不同的剝離液中。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，當(dāng)基底為附帶鋁基底的氧化鋁膜時，先將基底溶解在氯化銅和鹽酸混合溶液中，再將基底溶解在稀磷酸溶液中。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，其特征在于，步驟四中，所述涂料中碎片的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50-70%。
【專利摘要】人工微結(jié)構(gòu)材料自由移植方法，屬于人工微結(jié)構(gòu)材料技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)難以直接制備出大尺寸外形復(fù)雜的人工微結(jié)構(gòu)材料的問題。該方法先采用電磁學(xué)仿真軟件建立人工微結(jié)構(gòu)材料的物理模型，然后將電磁學(xué)仿真軟件的背景折射率修改為待使用的粘性溶劑的折射率，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，在基底上制備人工微結(jié)構(gòu)材料后，再將制備的人工微結(jié)構(gòu)材料從基底上剝離，超聲粉碎，碎片與粘性溶劑進(jìn)行物理混合，得到涂料，最后將涂料刷涂、噴涂或熱壓在目標(biāo)面上，自然固化，得到覆載在目標(biāo)面上的人工微結(jié)構(gòu)材料。該方法不僅能夠制備大尺寸外形復(fù)雜的人工微結(jié)構(gòu)材料，且制備的人工微結(jié)構(gòu)材料能夠保留其物理特性，能夠應(yīng)用于民生及國防等多個領(lǐng)域。
【IPC分類】B05C1/06, G06F17/50, B05C11/10, B05C5/00
【公開號】CN105160099
【申請?zhí)枴緾N201510552615
【發(fā)明人】高勁松, 王笑夷, 湯洋, 單冬至
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月2日