CN113009598A - 一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法，包括以下步骤：步骤一：通过垂直沉积法组装微球模板制得蛋白石光子晶体薄膜；步骤二：利用喷雾法、旋凃法或覆膜法在步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜表面修饰聚合物薄膜，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜；步骤三：将步骤二所制得的经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜倒置并固定于刚性或柔性基底。本发明用一张完整致密的聚合物薄膜覆盖碎片化的蛋白质光子晶体薄膜，将碎片状的蛋白石光子晶体固定，确保经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜具有良好的水稳定性、可弯折性及机械稳定性，使得本发明具有应用于可穿戴设备和柔性器件的潜力。

Description

一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法
技术领域
本发明属于荧光信号调制领域，具体涉及一种利用聚合物提高蛋白石光子晶体薄膜水稳定性及机械稳定性的方法。
背景技术
目前荧光材料在多个领域中发挥着重要的作用，如生物分子检测、离子检测、防伪编码、光电探测、LED等等。而在各种领域中，无一例外，更强的荧光强度将更加有利于后续应用，因此，有大量的研究致力于通过内在优化或外在手段提高各种荧光材料的荧光强度，其中，相较于优化材料本身性质以提高其量子产率，利用局域场效应提高荧光强度的策略更加具有泛用性。其中，蛋白石光子晶体作为一种技术成熟而低成本的具有显著荧光增强效应的基底，虽然有着长久的研究历程，却迟迟未在实用领域有所进展，主要原因就是现有方法制备的蛋白石光子晶体表面不可避免地存在大量缝隙，光子晶体基底本身实质上由大量尺寸为数十微米的蛋白石光子晶体的碎片排列组合而成，这一情况使得蛋白石光子晶体薄膜在大面积情况下有着极差的水稳定性和机械稳定性，阻碍了其面向实用领域的进展。在荧光增强的应用场景下，通常是将荧光材料置于蛋白石光子晶体薄膜表面，利用蛋白石光子晶体表面的散射作用增强光子晶体表面的入射光功率密度，从而使光子晶体表面的荧光材料的荧光强度提升，这种效应会随着与光子晶体表面距离增加而显著减弱，具体来说，当荧光材料距离光子晶体表面超过300nm后，将几乎不会受到光子晶体效应的增强作用，因此大部分情况下，需要在光子晶体表面与荧光材料之间增加修饰层的场景中，普遍会严格控制修饰层厚度。
发明内容
本发明的目的是为了改善当前用于荧光增强的蛋白石光子晶体存在的水稳定性以及机械稳定性问题，设计了一种利用聚合物薄膜修饰蛋白石光子晶体薄膜以增强其水稳定性和机械稳定性的方法。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法，包括以下步骤：
步骤一：通过垂直沉积法组装微球模板制得蛋白石光子晶体薄膜；
步骤二：利用喷雾法将聚合物溶液喷涂于步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜表面，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，冷却干燥后备用；或利用旋凃法将聚合物溶液旋凃于步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜表面，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，冷却干燥后备用；或利用覆膜法在步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜表面覆盖一层聚合物薄膜，将聚合物薄膜在蛋白石光子晶体表面紧密固定，加热至聚合物薄膜熔点附近，使聚合物薄膜发生部分形变，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，降温干燥后备用；
步骤三：将步骤二所制得的经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜四边划出切口，并置于溶液中(如：水溶液)，经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜自动从基底表面脱落，将经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜倒置，粘贴在另一刚性基底(如载玻片)或柔性基底(如PET等聚合物薄膜)上，将蛋白石结构暴露在外侧，形成经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜，以保留经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜表面的局域场效应。
作为优选，步骤一中所述的微球为PMMA微球；所述的蛋白石光子晶体薄膜的具体制备方法为：将20～30mL MMA用100～200mL、浓度为5～10mg/mL的氢氧化钠水溶液清洗N遍(N为正整数，2<＝N<＝8)，将5～10ml清洗过的MMA和80～100mL去离子水混合后加热，在70～100℃条件下加入30～40mg的K2S2O8反应90～120min，得到单分散的PMMA微球溶液；将干净的基底垂直插入单分散的PMMA微球溶液中，在30～40℃条件下保持24h，烘干；再在120～140℃条件下烘60～90min，从而在基底表面上得蛋白石光子晶体薄膜，所述蛋白石光子晶体薄膜结构为紧密排列的球阵列，蛋白石光子晶体薄膜结构的带隙位置随PMMA微球的直径增大向长波长方向移动。
作为优选，步骤二中所述的聚合物溶液为固态聚合塑料颗粒(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)溶于有机溶剂(如二氯甲烷、丙酮等)形成的聚合物溶液，浓度为5～30mg/ml；所述喷雾法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜的基底置于40～120℃热台，取一定量聚合物溶液，使用气动喷枪将聚合物溶液均匀喷涂在基底表面，聚合物溶液在蛋白石光子晶体薄膜表面形成聚合物薄膜，聚合物溶液用量根据喷枪距蛋白石光子晶体薄膜表面距离及角度不同有所调整，直至液滴能够在聚合物薄膜表面长时间稳定存在而不会渗入下层的蛋白石光子晶体中即可。
作为优选，步骤二中所述的聚合物溶液为固态聚合塑料颗粒(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)溶于有机溶剂(如二氯甲烷、丙酮等)形成的聚合物溶液，浓度为5～30mg/ml；所述旋凃法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜的基底固定在匀胶机中，取一定量聚合物溶液，在4000～6000rpm转速下，在蛋白石光子晶体薄膜表面旋涂成膜，聚合物溶液在蛋白石光子晶体薄膜表面形成聚合物薄膜，聚合物溶液用量根据聚合物种类及具体操作方法不同而有所调整，直至液滴能够在聚合物薄膜表面长时间稳定存在而不会渗入下层的光子晶体中即可。
作为优选，所述覆膜法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜表面固定一层厚度为10～1000μm的聚合物薄膜(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)，向聚合物薄膜表面施加均匀的压力，置于100～150℃环境中，待聚合物薄膜发生部分形变后降至室温。
本发明的有益效果是：
第一：本发明中为了形成致密、稳定、且具有一定机械强度的聚合物薄膜(聚合物薄膜厚度甚至超过10μm)，然而，荧光材料远离蛋白石光子晶体表面的情况下，荧光材料将几乎不会受到蛋白石光子晶体表面局域场效应的作用，蛋白石光子晶体的荧光增强效果会被完全掩盖；因此，本发明将蛋白石光子晶体薄膜从基体表面剥离并倒置，将下层的蛋白石光子晶体结构暴露在外侧，利用倒置的方式在保留蛋白石光子晶体效应可用的情况下实现对蛋白石光子晶体薄膜的水稳定性和机械稳定性的优化；
第二：本发明用一张完整致密的聚合物薄膜覆盖碎片化的蛋白质光子晶体薄膜，其中聚合物薄膜并不是简单地和蛋白石光子晶体薄膜表面接触，喷涂在蛋白石光子晶体薄膜表面的聚合物溶液在溶剂挥发过程中会部分渗入蛋白石光子晶体薄膜表面的缝隙，使得完全干燥后的聚合物薄膜起到了对蛋白石光子晶体薄膜碎片的良好的固定作用。大面积的、完整致密的聚合物薄膜将每一片蛋白石光子晶体薄膜碎片牢牢固定在它原本的位置，并不会随水的流动发生位移，从而表现出良好的水稳定性；另一方面，本发明保留了蛋白石光子晶体薄膜原本的缝隙，使得经聚合物修饰后蛋白石光子晶体薄膜具有了良好的可弯折性，因此可以将其固定在柔性基底上，从而进一步扩展本发明在可穿戴设备、柔性器件等方向的应用范围，而具有一定厚度的聚合物薄膜则保证了蛋白石光子晶体薄膜的机械强度。
附图说明
图1为经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜结构示意图。
图2为在未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜表面滴水，待结构破坏后将薄膜烘干，测试被破坏的区域的扫描电镜图。其中(a)为蛋白石光子晶体薄膜表面存在的缝隙将薄膜分成10～20μm的碎片，水处理后薄膜沿其表面缝隙被破坏；(b)为蛋白石排列结构并未受到影响。说明蛋白石光子晶体薄膜的水稳定性问题是由其表面缝隙导致，而蛋白石排列方式本身在水中可以很好地保持稳定。
图3为经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜带隙变化情况扫描图，从图中可以看出整体透过率有所下降但仍然有明显的光学带隙，且位置没有变化。
图4(a)和图4(b)为未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜表面在光源照射下的反光情况扫描图。
图4(c)和图4(d)为经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜在光源照射下反光情况扫描图。
图5为经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜的水稳定性测试图，从图中可以看出在水中浸泡24小时前后透射谱对比，透射光谱没有发生明显变化。
图6(a)为：未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜浸入水中的情况测试图，从图中可以看出未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜置入水中后，水立即渗入光子晶体的缝隙，使得光子晶体薄膜颜色变浅，透明度提高。
图6(b)为：经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜浸入水中的情况测试图，从图中可以看出经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜浸入水中，颜色和透明度均未发生改变，并且可以漂浮在水面，表现出了良好的稳定性。
图7(a)～图7(f)为PMMA微球尺寸约为170nm，光学禁带约为394nm的蛋白石光子晶体薄膜，经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜与未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜的水稳定性对比图。(a)～(f)在两种薄膜表面滴加水滴，每隔30s记录一次两种薄膜的表面状态变化。从图中可以看出随着时间推移，水逐渐渗入未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜并在其内部扩散，而经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜则并未被水渗透，将薄膜表面的水烘干后，处理过后的薄膜仍然非常完整，而未处理过的薄膜的完整性被严重破坏。
图7(g)和图7(h)为经聚合物修饰并倒置蛋白石光子晶体薄膜表面经过水处理后的扫描电镜图。从图中可以看出，与未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜相同，经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜表面仍然存在大量缝隙，但经过聚合物修饰并倒置后，蛋白石光子晶体薄膜碎片被聚合物薄膜牢牢固定，水环境并不会打乱蛋白石光子晶体薄膜碎片的排列，而蛋白石结构排列本身在水中也并没有被破坏。
图8(a)～图8(f)为PMMA微球尺寸约为400nm，光学禁带约为980nm的蛋白石光子晶体薄膜，包含了紫外到近红外范围，经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜与未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜的水稳定性对比图。(a)～(f)在两种薄膜表面滴加水滴，每隔30s记录一次两种薄膜的表面状态变化。从图中可以看出随着时间推移，水逐渐渗入未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜并在其内部扩散，而经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜则并未被水渗透，将薄膜表面的水烘干后，处理过后的光子晶体薄膜仍然非常完整，而未处理过的光子晶体薄膜的完整性被严重破坏。
图8(g)和图8(h)为经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜表面经过水处理后的扫描电镜图。从图中可以看出，与未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜相同，经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜表面仍然存在大量缝隙，但经过聚合物修饰并倒置后，蛋白石光子晶体薄膜碎片被聚合物薄膜牢牢固定，水环境并不会打乱蛋白石光子晶体薄膜碎片的排列，而蛋白石结构排列本身在水中也并没有被破坏。从图7与图8中可以看出，两种蛋白石光子晶体薄膜测试结果一致，证明本发明的处理方法对不同带隙位置的蛋白石光子晶体普遍有效。图8(h)中，PMMA微球顶端发生略微形变，可以证明这是原本与基底接触的一面。
图9为经聚合物层修饰的蛋白石光子晶体薄膜的机械稳定性实验测试图。从图中可以看出经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜可以从基底表面剥离并具有一定的可形变性；透射光谱表明，分别将经聚合物层修饰的蛋白石光子晶体薄膜弯折100～1000次后(其中，弯折角度为180°，弯折处弧面半径为2.5mm)，薄膜的光学带隙没有发生明显变化，说明经聚合物层修饰的蛋白石光子晶体薄膜的机械稳定性有了显著的提高。
图10为经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜的荧光增强能力测试图，分别在基底、蛋白石光子晶体薄膜、经聚合物层修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜表面喷涂相同量的CsPbBr3量子点，光子晶体的带隙均为394nm，设定激发光位置为394nm，分别测试发射光谱。从图中可以看出，与未经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜相比，经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜的荧光增强能力并没有受到影响。
图11和图12为应用本发明提供的处理方法，使用带隙位置在808nm和980nm的蛋白石光子晶体对NaYF4:Yb3+，Er3+的上转换发光进行增强，得到的发射光谱。结合图10，在紫外激发光和近红外激发光下，在400～700nm的可见光范围内均展现出显著的荧光增强效果。
图13为蛋白石光子晶体薄膜局部的微观结构示意图。
图中：1为基底、2为蛋白石光子晶体薄膜、3是聚合物薄膜。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法，包括以下步骤：
步骤一：通过垂直沉积法组装微球模板制得蛋白石光子晶体薄膜2；
步骤二：利用喷雾法将聚合物溶液喷涂于步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜2表面，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，冷却干燥后备用；或利用旋凃法将聚合物溶液旋凃于步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜2表面，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，冷却干燥后备用；或利用覆膜法在步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜2表面覆盖一层聚合物薄膜3，将聚合物薄膜3在蛋白石光子晶体薄膜表面紧密固定，加热至聚合物薄膜熔点附近，使聚合物薄膜3发生部分形变，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，降温干燥后备用；
步骤三：将步骤二所制得的经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜四边划出切口，并置于溶液(如：水溶液)中，经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜自动从基底1表面脱落，将经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜倒置，粘贴在另一刚性基底(如载玻片)或柔性基底(如PET等聚合物薄膜)1上，将蛋白石结构暴露在外侧，形成经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜，以保留经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜表面的局域场效应。
作为优选，所述的基底1可以是刚性基底或是柔性基底，刚性基底可以是载玻片等，柔性基底可以是PET等。
作为优选，步骤一中所述的微球为PMMA微球；所述的蛋白石光子晶体薄膜2的具体制备方法为：将20～30mL MMA用100～200mL、浓度为5～10mg/mL的氢氧化钠水溶液清洗N遍(N为正整数，2<＝N<＝8)，将5～10ml清洗过的MMA和80～100mL去离子水混合后加热，在70～100℃条件下加入30～40mg的K2S2O8反应90～120min，得到单分散的PMMA微球溶液；将干净的基底1垂直插入单分散的PMMA微球溶液中，在30～40℃条件下保持24h，烘干；再在120～140℃条件下烘60～90min，从而在基底1表面上得到PMMA微球蛋白石光子晶体薄膜，所述蛋白石光子晶体薄膜2结构为紧密排列的球阵列，蛋白石光子晶体薄膜2结构的带隙位置随PMMA微球的直径增大向长波长方向移动。
作为优选，步骤二中所述的聚合物溶液为固态聚合塑料颗粒(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)溶于有机溶剂(如二氯甲烷、丙酮等)形成的聚合物溶液，浓度为5～30mg/ml；所述喷雾法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜2的基底1置于40～120℃热台，取一定量聚合物溶液，使用气动喷枪将聚合物溶液均匀喷涂在基底1表面，聚合物溶液在蛋白石光子晶体薄膜表面形成聚合物薄膜3，聚合物溶液用量根据喷枪距蛋白石光子晶体薄膜2表面距离及角度不同有所调整，直至液滴能够在聚合物薄膜3表面长时间稳定存在而不会渗入下层的蛋白石光子晶体中即可。
作为优选，步骤二中所述的聚合物溶液为固态聚合塑料颗粒(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)溶于有机溶剂(如二氯甲烷、丙酮等)形成的聚合物溶液，浓度为5～30mg/ml；所述旋凃法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜2的基底1固定在匀胶机中，取一定量聚合物溶液，在4000～6000rpm转速下，在蛋白石光子晶体薄膜2表面旋涂成膜，聚合物溶液在蛋白石光子晶体薄膜2表面形成聚合物薄膜3，聚合物溶液用量根据聚合物种类及具体操作方法不同而有所调整，直至液滴能够在聚合物薄膜3表面长时间稳定存在而不会渗入下层的光子晶体中即可。
作为优选，所述覆膜法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜2表面固定一层厚度为10～1000μm的聚合物薄膜3(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)，向聚合物薄膜表面施加均匀的压力，置于100～150℃环境中，待聚合物薄膜3发生部分形变后降至室温。
本发明用一张完整致密的聚合物薄膜3覆盖碎片化的蛋白质光子晶体薄膜2，其中聚合物薄膜3并不是简单地和蛋白石光子晶体薄膜2表面接触，喷涂在蛋白石光子晶体薄膜2表面的聚合物溶液在溶剂挥发过程中会部分渗入蛋白石光子晶体薄膜2表面的缝隙，使得完全干燥后的聚合物薄膜3起到了对蛋白石光子晶体薄膜2碎片的良好的固定作用。大面积的、完整致密的聚合物薄膜3将每一片蛋白石光子晶体薄膜2碎片牢牢固定在它原本的位置，并不会随水的流动发生位移，从而表现出良好的水稳定性；另一方面，本发明保留了蛋白石光子晶体薄膜2原本的缝隙，使得经聚合物修饰后蛋白石光子晶体薄膜2具有了良好的可弯折性，因此可以将其固定在柔性基底上，从而进一步扩展本发明在可穿戴设备、柔性器件等方向的应用范围，而具有一定厚度的聚合物薄膜3则保证了蛋白石光子晶体薄膜2的机械强度。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：通过垂直沉积法组装微球模板制得蛋白石光子晶体薄膜；
步骤二：利用喷雾法将聚合物溶液喷涂于步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜表面，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，冷却干燥后备用；或利用旋凃法将聚合物溶液旋凃于步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜表面，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，冷却干燥后备用；或利用覆膜法在步骤一所制得的蛋白石光子晶体薄膜表面覆盖一层聚合物薄膜，将聚合物薄膜在蛋白石光子晶体表面紧密固定，加热至聚合物薄膜熔点附近，使聚合物薄膜发生部分形变，形成经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜，降温干燥后备用；
步骤三：将步骤二所制得的经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜四边划出切口，并置于溶液中，经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜自动从基底表面脱落，将经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜倒置，粘贴在另一刚性基底或柔性基底上，将蛋白石结构暴露在外侧，形成经聚合物修饰并倒置的蛋白石光子晶体薄膜，以保留经聚合物修饰的蛋白石光子晶体薄膜表面的局域场效应。
2.如权利要1所述的一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法，其特征在于：步骤一中所述的微球为PMMA微球；所述的蛋白石光子晶体薄膜的具体制备方法为：将20～30mL MMA用100～200mL、浓度为5～10mg/mL的氢氧化钠水溶液清洗N遍(N为正整数，2<＝N<＝8)，将5～10ml清洗过的MMA和80～100mL去离子水混合后加热，在70～100℃条件下加入30～40mg的K2S2O8反应90～120min，得到单分散的PMMA微球溶液；将干净的基底垂直插入单分散的PMMA微球溶液中，在30～40℃条件下保持24h，烘干；再在120～140℃条件下烘60～90min，从而在基底表面上得到蛋白石光子晶体薄膜，所述蛋白石光子晶体薄膜结构为紧密排列的球阵列，蛋白石光子晶体薄膜结构的带隙位置随PMMA微球的直径增大向长波长方向移动。
3.如权利要求1所述的一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法，其特征在于：步骤二中所述的聚合物溶液为固态聚合塑料颗粒溶于有机溶剂形成的聚合物溶液，浓度为5～30mg/ml；所述喷雾法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜的基底置于40～120℃热台，取一定量聚合物溶液，使用气动喷枪将聚合物溶液均匀喷涂在基底表面，聚合物溶液在蛋白石光子晶体薄膜表面形成聚合物薄膜，聚合物溶液用量根据喷枪距蛋白石光子晶体薄膜表面距离及角度不同有所调整，直至液滴能够在聚合物薄膜表面长时间稳定存在而不会渗入下层的蛋白石光子晶体中即可。
4.如权利要求1所述的一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法，其特征在于：步骤二中所述的聚合物溶液为固态聚合塑料颗粒溶于有机溶剂形成的聚合物溶液，浓度为5～30mg/ml；所述旋凃法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜的基底固定在匀胶机中，取一定量聚合物溶液，在4000～6000rpm转速下，在蛋白石光子晶体薄膜表面旋涂成膜，聚合物溶液在蛋白石光子晶体薄膜表面形成聚合物薄膜，聚合物溶液用量根据聚合物种类及具体操作方法不同而有所调整，直至液滴能够在聚合物薄膜表面长时间稳定存在而不会渗入下层的光子晶体中即可。
5.如权利要求1所述的一种提高蛋白石光子晶体薄膜水/机械稳定性的方法，其特征在于：所述覆膜法的具体制备方法为：将步骤一中制得的蛋白石光子晶体薄膜表面固定一层厚度为10～1000μm的聚合物薄膜，向聚合物薄膜表面施加均匀的压力，置于100～150℃环境中，待聚合物薄膜发生部分形变后降至室温。
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