CN108912254A - 一种高对比度无裂纹胶体光子晶体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高对比度无裂纹胶体光子晶体及其制备方法。该方法将单体、引发剂和水混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于60～100℃水浴中引发聚合反应，在搅拌条件下反应，制得单分散乳胶粒；将单分散乳胶粒超声分散于溶剂中，形成单分散乳液。将功能性辅助成膜物质分散于溶剂中，形成稳定的分散液；将单分散乳液与分散液混合均匀，滴涂至基材上，自组装制备大面积高对比度且表面无裂纹的胶体光子晶体。本发明制得的胶体光子晶体具有对比度高、无裂纹、大面积等优点；且制作方法简单快捷，成本低廉；功能性辅助成膜物质对环境无毒无害、无污染，是一种高效、快捷制备高对比度、无裂纹胶体光子晶体的方法。

Description

一种高对比度无裂纹胶体光子晶体及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶体光子晶体领域，特别是涉及一种高对比度、无裂纹胶体光子晶体及其制备方法。

背景技术

“光子晶体”这一概念于1987年被首次提出。光子晶体是由周期性介电结构或者它们的反向结构在二维或者三维方向上有序排列构成的，由于这种在光波尺度上的周期性介电材料拥有可以控制光波的能力，非常类似于晶体对电子的控制，因此被称为光子晶体。利用光子晶体能够反射光波的性质，可以对其结构进行设计，使其反射可见光范围内相应波长的光线，表现出绚丽的颜色，这种颜色的产生不需要颜料及染料，反射率高，永不褪色，是一种因结构产生的颜色，因此被称为结构色。自然界中，孔雀的羽毛、蝴蝶的翅膀、绚丽的蛋白石等呈现的均为结构色。

近年来，通过乳胶粒自组装制备胶体光子晶体的方法，由于其操作过程简单且价格低廉，引起了研究人员的兴趣。但是，在乳胶粒自组装过程中，由于溶剂挥发，乳胶粒之间产生相互运动从而在基材表面发生位移，基材与乳胶粒之间的摩擦力又会阻止乳胶粒的移动，在胶体光子晶体内部产生一定拉伸应力，最终导致制备的胶体光子晶体表面产生裂纹。裂纹的产生会严重影响制备得到的胶体光子晶体的光学质量、机械强度、外观色泽，极大的制约了其在显色涂料、纺织、陶瓷等方面的应用研究。

目前制备无裂纹胶体光子晶体的方法主要分为两大类，一类是通过模板控制法制备无裂纹胶体光子晶体，但此方法需要高精密度模板，设备昂贵，成本耗资高，不适合大量生产；另一类则是通过向乳胶粒中添加增强相互作用力的功能性物质，进而自组装制备无裂纹胶体光子晶体。中国发明专利201610389101.1公开了一种大面积无裂纹光子晶体的制备方法，将金属离子化合物配置成溶液，加入含有功能基团的单分散微球溶液中，自组装得到大面积无裂纹光子晶体。但微球表面功能基团与金属离子之间的络合作用强度较弱，不足以消除裂纹、从而制备大面积无裂纹光子晶体，且重金属粒子会污染环境。

中国发明专利201110071195.5公开了一种无裂纹光子晶体的制备方法，采用旋涂、喷涂或喷墨打印的方法，将单分散乳胶粒、水溶性聚合物单体、交联剂、引发剂及水混合后得到的混合物乳液均匀涂覆或打印到亲水柔性基材表面，热引发混合物乳液中在单分散乳胶粒之间的水溶性聚合物单体聚合成聚合物，得到以单分散乳胶粒为骨架，在单分散乳胶粒骨架的空隙中填充有聚合物的无裂纹光子晶体。该方法所需设备苛刻，操作复杂、实施过程难以掌握；且添加了其他的水溶性聚合物单体、交联剂等物质，成分复杂，引入的额外成分影响自组装过程，造成消光现象，使得制备的光子晶体对比度下降等。

采用自组装方法制备出来的胶体光子晶体，通常颜色对比度不高，色彩暗淡，而且在自组装过程中由于粒子之间会产生的应力收缩，导致开裂问题而使得制备的光子晶体的质量大大下降。因此在不破坏胶体光子晶体结构的前提下，如何提高胶体光子晶体结构色的色彩对比度是胶体光子晶体研究的一个重要方向。张等人将单分散聚苯乙烯乳胶粒与乌贼汁混合，制备高对比度无定型光子晶体(Yafeng Zhang,Biqin Dong,Ang Chen,XiaohanLiu,Lei Shi,Jian Zi,Advanced Materials.2015,27:4719-4724)。但乌贼汁也是颗粒形态，无法增强单分散乳胶粒之间的相互作用力，也无法解决粒子之间的应力收缩导致的开裂问题，因此乌贼汁的加入，虽然增加了色彩对比度，却无法制备大面积无裂纹光子晶体。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种色彩对比度高、大面积并克服了消光现象的无裂纹的胶体光子晶体。

本发明的目的还在于提供一种操作简单、成本低廉、环境友好、色彩对比度高且大面积无裂纹胶体光子晶体的制备方法。

为达到上述目的，本发明的高对比度、无裂纹胶体光子晶体的制备方法是：采用无皂乳液聚合方法制备单分散乳胶粒，将其超声分散于溶剂中，形成单分散乳液；

一种高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，包括如下步骤：

1)以质量份数计，将10～100份的单体、2～10份的引发剂，100～500份水混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于60～100℃水浴中引发聚合反应；

2)聚合反应在搅拌速率200-300r/min条件下反应5～20h，将反应产物洗涤干燥后，制得单分散乳胶粒；

3)将所述单分散乳胶粒超声分散于溶剂中，形成单分散乳液；

4)将功能性辅助成膜物质分散于溶剂中，形成稳定的分散液；将单分散乳液与所述分散液混合均匀，滴涂至基材上，自组装制备大面积高对比度且表面无裂纹的胶体光子晶体；

所述单体为苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种；

所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA)中的一种或多种；

所述功能性辅助成膜物质为碳纳米管、碳纳米纤维、炭黑、石墨烯和氧化石墨烯中的一种或多种。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述的单分散乳胶粒的粒径为180nm～400nm。

优选地，所述的单分散乳胶粒在溶剂中的质量分数为1wt％～20wt％。

优选地，所述的功能性辅助成膜物质在溶剂中的质量分数为0.1wt％～5wt％。

优选地，所述的功能性辅助成膜物质分散液与单分散乳液的质量为1:0.5～1:5。

优选地，所述的基材为玻璃片、纺织物和滤膜中的一种。

优选地，所述的干燥温度为15℃～100℃；干燥时长为5min～1h。

优选地，所述的搅拌形成均匀溶液是恒速搅拌形成均匀溶液，搅拌速率为200-300r/min；所述超声分散时长为20-30min。

优选地，步骤3)和步骤4)中所述溶剂为去离子水或乙醇中的一种。

一种高对比度无裂纹胶体光子晶体，胶体光子晶体形成的薄膜颜色对比度高且表面光滑无裂纹。

本发明与现有技术相比，有益效果如下：

(1)本发明制备的胶体光子晶体具有色彩对比度高、无开裂的优点。一方面，使用的功能性辅助成膜物质均为黑色物质，与单分散乳液混合自组装时，能有效吸收胶体光子晶体内部的非相干光，降低非相干光对色彩的干扰，从而提高其色彩对比度；另一方面，使用的功能性辅助成膜物质均具有链状或大片层结构，与单分散乳液混合自组装时，大片层能部分包覆单分散乳胶粒，形成类似三明治结构，链状结构能均匀分散在乳胶粒与乳胶粒之间的缝隙中，加强乳胶粒相互作用力，从而克服自组装过程中胶体光子晶体内部的拉伸应力，形成无裂纹的胶体光子晶体。

(2)本发明通过滴涂法，能方便快捷的制备大面积高对比度、无裂纹胶体光子晶体。由于添加了功能性辅助成膜物质，增强了乳胶粒相互作用力，制备的胶体光子晶体具有一定的机械强度，因此可以通过滴涂法制备大面积高对比、无裂纹胶体光子晶体。

(3)本发明中使用的功能性辅助成膜物质如碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯等，均为绿色环保、环境友好型物质，在使用过程中不危害身体健康和破坏生态环境，是环境友好型材料。

(4)本发明制备条件温和，操作简单，成本低廉、无需复杂、昂贵的设备，可满足工业化需求。

附图说明

图1为实施例1中210nm苯乙烯单分散纳米粒子电镜图。

图2为实施例1未添加功能性辅助成膜物质的210nm单分散聚苯乙烯乳胶粒的自组装胶体光子晶体电镜图。

图3为实施例1添加功能性辅助成膜物质石墨烯的210nm单分散聚苯乙烯乳胶粒的自组装胶体光子晶体电镜图。

图4为实施例3添加功能性辅助成膜物质碳纳米管的240nm单分散聚苯乙烯乳胶粒的自组装胶体光子晶体电镜图。

图5为对比例和实施例1未添加功能性辅助成膜物质石墨烯与添加功能性辅助成膜物质石墨烯的210nm单分散聚苯乙烯胶体光子晶体的光学照片对比图。

图6为实施例1添加功能性辅助成膜物质石墨烯的210nm单分散聚苯乙烯胶体光子晶体的反射光谱图。

图7为实施例2未添加功能性辅助成膜物质炭黑与添加功能性辅助成膜物质炭黑的250nm单分散聚苯乙烯-丙烯酸胶体光子晶体的光学照片对比图。

图8为实施例4未添加功能性辅助成膜物质碳纳米纤维与添加功能性辅助成膜物质碳纳米纤维的280nm单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯胶体光子晶体的光学照片对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述，需要说明的是，实施例并不构成对本发明要求保护范围的限定。

实施例1

步骤一：以质量份数计，将15份的苯乙烯、2份的过硫酸铵、100份水混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于75℃水浴中引发聚合反应；反应10h，将反应产物冷冻干燥，制得粒径为210nm单分散聚苯乙烯乳胶粒；

步骤二：将粒径为210nm的单分散聚苯乙烯乳胶粒超声分散于水中，形成质量分数为13wt％的单分散聚苯乙烯乳液；

步骤三：将石墨烯超声分散于水中，形成质量分数为0.5wt％的石墨烯分散液；

步骤四：将粒径为210nm单分散聚苯乙烯乳液与石墨烯分散液以体积比1.5:1混合均匀，得到210nm单分散聚苯乙烯乳液与石墨烯分散液的混合液，将此混合液滴涂在玻璃片(2×2cm)上，在60℃烘箱中干燥10min，进行自组装成膜，得到高对比度大面积无裂纹的聚苯乙烯胶体光子晶体。

使用型号为FE-SEM、ZEISS ULTRA 55的扫描电子显微镜对上述步骤一制备得到的聚苯乙烯乳胶粒放大22000倍进行表征，图1是观察到的聚苯乙烯乳胶粒的扫描电镜图片，从图中可以看出，粒子表面光滑，颗粒大小均一，具有良好的单分散性。

使用上述步骤二制备得到的210nm单分散聚苯乙烯乳液进行自组装成膜后，使用型号为FE-SEM、ZEISS ULTRA 55的扫描电子显微镜对上述制备得到的210nm单分散聚苯乙烯乳液自组装成膜放大10000倍进行表征，图2是观察到的上述210nm单分散聚苯乙烯乳液自组装成膜电镜图，从图中可以看出，光子晶体虽排列较整齐，但表面存在多条裂纹，自组装效果差。

使用型号为FE-SEM、ZEISS ULTRA 55的扫描电子显微镜对上述步骤四中制备得到的210nm单分散聚苯乙烯乳液与石墨烯分散液的混合液自组装成膜放大10000倍进行表征，从图3中可以看出，石墨烯的大片层结构将聚苯乙烯乳胶粒聚集到了一起，增加了粒子间的相互作用力，从而有效避免了光子晶体表面裂纹的出现。

图5为210nm单分散聚苯乙烯乳胶粒(左)以及210nm单分散聚苯乙烯乳液与石墨烯分散液的混合液(右)自组装成膜的光学照片，从图中可以看出，未加入功能性辅助成膜物质石墨烯(左)时，自组装成膜由于收缩应力过大而破裂，无法形成一个完整连续的膜，且颜色泛白，对比度低；加入功能性辅助成膜物质石墨烯(右)后，增加了粒子间相互作用力，自组装成膜表面平整连续，且引入的石墨烯为黑色物质，可以一定程度上吸收消除胶体光子晶体内部的非相干光，从而起到提高胶体光子晶体对比度的作用。使用Photoshop软件中颜色取样器工具测得210nm单分散聚苯乙烯乳胶粒以及210nm单分散聚苯乙烯乳液与石墨烯分散液的混合液自组装成膜后的CMYK值分别为32％-23％-25％-0％以及73％-35％-86％-0％，可以看出加入功能性辅助成膜物质石墨烯后，自组装成膜的颜色对比度有显著提高。

图6为210nm单分散聚苯乙烯乳液与石墨烯分散液的混合液自组装成膜后的反射光谱图，从图中可以看出，混合液自组装成膜后形成的是胶体光子晶体。

在中国发明专利201110071195.5中，采用旋涂、喷涂或喷墨打印的方法，将单分散乳胶粒、水溶性聚合物单体、交联剂、引发剂及水混合后得到的混合物乳液均匀涂覆或打印到亲水柔性基材表面，然后热引发混合物乳液中在单分散乳胶粒之间的水溶性聚合物单体聚合成聚合物，得到以单分散乳胶粒为骨架，在单分散乳胶粒骨架的空隙中填充有聚合物的无裂纹大面积复合蛋白石结构光子晶体。加入了水溶性聚合物单体聚合成聚合物后，虽然能辅助其制备得到无裂纹大面积复合蛋白石结构光子晶体，但其成分复杂，引入的额外成分较多，易造成消光现象，使其颜色对比度降低。且该无裂纹大面积复合蛋白石结构光子晶体的制备需要采用旋涂、喷涂或喷墨打印等方式，所需设备复杂。

本实施例中添加的功能性辅助成膜物质仅为石墨烯、碳纳米管等物质，一方面，这些黑色物质与单分散乳液混合自组装时，能有效吸收胶体光子晶体内部的非相干光，降低非相干光对色彩的干扰，从而提高其色彩对比度；另一方面，使用的功能性辅助成膜物质均具有链状或大片层结构，与单分散乳液混合自组装时，大片层能部分包覆单分散乳胶粒，形成类似三明治结构，链状结构能均匀分散在乳胶粒与乳胶粒之间的缝隙中，加强乳胶粒相互作用力，从而克服自组装过程中胶体光子晶体内部的拉伸应力，形成无裂纹的胶体光子晶体。且本发明采用滴涂法即可在2×2cm玻璃片上制备大面积无裂纹胶体光子晶体，无需大型或复杂仪器，操作简便。

实施例2

步骤一：以质量份数计，将15份的苯乙烯、3份的丙烯酸、3份的过硫酸钠、100份水混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于80℃水浴中引发聚合反应；反应12h，将反应产物冷冻干燥，制得粒径为250nm单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒；

步骤二：将粒径为250nm的单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒超声分散于乙醇中，形成质量分数为10wt％的乳液；

步骤三：将炭黑超声分散于水中，形成质量分数为1wt％的分散液；

步骤四：将单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳液与炭黑分散液以体积比1:1混合均匀，得到250nm单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳液与炭黑分散液的混合液，将此混合液滴涂在玻璃片(2×2cm)上，在50℃烘箱中干燥20min，得到高对比度、大面积无裂纹的聚苯乙烯-丙烯酸胶体光子晶体。

图7分别为250nm单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒(左)以及250nm单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳液与炭黑分散液的混合液(右)自组装成膜的光学照片，从图中可以看出，未加入功能性辅助成膜物质炭黑(左)时，自组装成膜由于收缩应力过大而破裂，无法形成一个完整连续的膜，且颜色泛白，对比度低；加入功能性辅助成膜物质炭黑(右)后，增加了粒子间相互作用力，自组装成膜表面平整连续，且引入的炭黑为黑色物质，可以一定程度上吸收消除胶体光子晶体内部的非相干光，从而起到提高胶体光子晶体对比度的作用。使用Photoshop软件中颜色取样器工具测得250nm单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒以及250nm单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳液与炭黑分散液的混合液自组装成膜后的CMYK值分别为26％-18％-29％-0％以及78％-49％-36％-0％，可以看出加入功能性辅助成膜物质炭黑后，自组装成膜的颜色对比度有显著提高。

实施例3

步骤一：以质量份数计，将18份的苯乙烯、3份的甲基丙烯酸、5份的过硫酸钾、100份乙醇混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于60℃水浴中引发聚合反应；反应15h，将反应产物冷冻干燥，制得粒径为240nm单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸乳胶粒；

步骤二：将粒径为240nm的单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸乳胶粒超声分散于乙醇中，形成质量分数为15wt％的乳液；

步骤三：将碳纳米管超声分散于乙醇中，形成质量分数为2wt％的分散液；

步骤四：将单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸乳液与碳纳米管分散液以体积比1:2混合均匀，滴涂在白滤膜上，在70℃烘箱中干燥30min，得到高对比度、大面积无裂纹的聚苯乙烯-甲基丙烯酸胶体光子晶体。

使用型号为FE-SEM、ZEISS ULTRA 55的扫描电子显微镜对上述步骤四中制备得到的240nm单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸乳液与碳纳米管分散液的混合液自组装成膜放大10000倍进行表征，从图4中可以看出，链状的碳纳米管分布在粒子与粒子之间的空隙里，增强了粒子间的相互作用力，从而有效避免了光子晶体表面裂纹的出现。

实施例4

步骤一：以质量份数计，将16份的苯乙烯、3份的甲基丙烯酸甲酯、6份的过硫酸铵、100份水混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于65℃水浴中引发聚合反应；反应18h，将反应产物冷冻干燥，制得粒径为280nm单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯乳胶粒；

步骤二：将粒径为280nm的单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯乳胶粒超声分散于水中，形成质量分数为8wt％的乳液；

步骤三：将碳纳米纤维超声分散于水中，形成质量分数为5wt％的分散液；

步骤四：将单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯乳液与碳纳米纤维分散液以体积比1:0.5混合均匀，滴涂在玻璃片(2×2cm)上，在70℃烘箱中干燥40min，得到高对比度、大面积无裂纹的聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯胶体光子晶体。

图8分别为280nm单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯乳胶粒(左)以及280nm单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯乳液与碳纳米纤维分散液的混合液(右)自组装成膜的光学照片，从图中可以看出，未加入功能性辅助成膜物质碳纳米纤维(左)时，自组装成膜由于收缩应力过大而破裂，无法形成一个完整连续的膜，且颜色泛白，对比度低；加入功能性辅助成膜物质碳纳米纤维(右)后，增加了粒子间相互作用力，自组装成膜表面平整连续，且引入的碳纳米纤维为黑色物质，可以一定程度上吸收消除胶体光子晶体内部的非相干光，从而起到提高胶体光子晶体对比度的作用。使用Photoshop软件中颜色取样器工具测得250nm单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸基质乳胶粒以及280nm单分散聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯乳液与碳纳米纤维分散液的混合液自组装成膜后的CMYK值分别为34％-16％-29％-0％以及51％-83％-43％-0％，可以看出加入功能性辅助成膜物质炭黑后，自组装成膜的颜色对比度有显著提高。

实施例5

步骤一：以质量份数计，将20份的苯乙烯、3份的丙烯酸丁酯、8份的过硫酸铵、100份乙醇混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于65℃水浴中引发聚合反应；反应20h，将反应产物冷冻干燥，制得粒径为300nm单分散聚苯乙烯-丙烯酸丁酯乳胶粒；

步骤二：将粒径为300nm的单分散聚苯乙烯-丙烯酸丁酯乳胶粒超声分散于乙醇中，形成质量分数为20wt％的乳液；

步骤三：将氧化石墨烯超声分散于乙醇中，形成质量分数为1wt％的分散液；

步骤四：将单分散聚苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液与氧化石墨烯分散液以体积比1:4混合均匀，滴涂在白滤膜上，在50℃烘箱中干燥50min，得到高对比度、大面积无裂纹的聚苯乙烯-丙烯酸丁酯胶体光子晶体。

对比例

步骤一：以质量份数计，将15份的苯乙烯、2份的过硫酸铵、100份水混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于75℃水浴中引发聚合反应；反应10h，将反应产物冷冻干燥，制得粒径为210nm单分散聚苯乙烯乳胶粒；

步骤二：将粒径为210nm的单分散聚苯乙烯乳胶粒超声分散于水中，形成质量分数为13wt％的乳液；

步骤三：将单分散聚苯乙烯乳液与去离子水以体积比1.5:1混合均匀，滴涂在玻璃片(2×2cm)上，在60℃烘箱中干燥10min，得到自组装聚苯乙烯胶体光子晶体。

如图5(左)所示，未加入功能性辅助成膜物质时，自组装得到的聚苯乙烯胶体光子晶体表面有多条裂纹，未形成一个完整的膜；且颜色泛白，色彩对比度低。说明功能性辅助成膜物质的加入，既能提高其色彩对比度，又能降低或消除表面裂纹的产生，得到高对比度、无裂纹胶体光子晶体。

需要说明的是，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)以质量份数计，将10～100份的单体、2～10份的引发剂，100～500份水混合，搅拌形成均匀溶液，通氮气除去体系中的氧气，置于60～100℃水浴中引发聚合反应；

2)聚合反应在搅拌速率200-300r/min条件下反应5～20h，将反应产物洗涤干燥后，制得单分散乳胶粒；

3)将所述单分散乳胶粒超声分散于溶剂中，形成单分散乳液；

4)将功能性辅助成膜物质分散于溶剂中，形成稳定的分散液；将单分散乳液与所述分散液混合均匀，滴涂至基材上，自组装制备大面积高对比度且表面无裂纹的胶体光子晶体；

所述单体为苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种；

所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁基脒盐酸盐中的一种或多种；

所述功能性辅助成膜物质为碳纳米管、碳纳米纤维、炭黑、石墨烯和氧化石墨烯中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于：所述的单分散乳胶粒的粒径为180nm～400nm。

3.根据权利要求1所述的高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于：所述的单分散乳胶粒在溶剂中的质量分数为1wt％～20wt％。

4.根据权利要求1所述的高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于：所述的功能性辅助成膜物质在溶剂中的质量分数为0.1wt％～5wt％。

5.根据权利要求4或5所述的高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于：所述的功能性辅助成膜物质分散液与单分散乳液的质量为1:0.5～1:5。

6.根据权利要求1所述的高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于：所述的基材为玻璃片、纺织物和滤膜中的一种。

7.根据权利要求1所述的高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于：所述的干燥温度为15℃～100℃；干燥时长为5min～1h。

8.根据权利要求1所述的高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于：所述的搅拌形成均匀溶液是恒速搅拌形成均匀溶液，搅拌速率为200-300r/min；所述超声分散时长为20-30min。

9.根据权利要求1所述的高对比度无裂纹胶体光子晶体的制备方法，其特征在于：步骤3)和步骤4)所述的溶剂为去离子水或乙醇中的一种。

10.权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的一种高对比度无裂纹胶体光子晶体，其特征在于，胶体光子晶体形成的薄膜颜色对比度高且表面光滑无裂纹。