CN113341484B - 一种高亮度生色薄膜及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生色新材料制备领域，公开了一种高亮度生色薄膜及其制备方法与应用。所述高亮度生色薄膜包括基底和至少一层光子晶体层；所述基底的反射率大于等于10％；所述光子晶体层由纳米粒子在所述基底的表面经自组装而形成；所述纳米粒子的粒径为50‑1500nm。该生色薄膜亮度高，在不同角度下能够观察到不同的颜色，所述生色薄膜的制备方法环保、简单且成本低，在防伪、显示和传感等领域有着潜在的应用价值。

Description

一种高亮度生色薄膜及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及生色新材料制备领域，具体涉及一种高亮度生色薄膜及其制备方法与应用。
背景技术
自然界的颜色可归为两大类：化学色和结构色。化学色从本质上来讲是因为材料分子中价电子的跃迁，没有角度依赖性，如色素、染料等。与化学色不同，结构色是光和物质结构相互作用产生的颜色，具有角度依赖的特点。相较于染料而言，结构色更加稳定、环保，且不会褪色。光子晶体由于具有排列规整的周期性微纳结构，因此可以产生绚丽的结构色，如蝴蝶翅膀、孔雀羽毛等。
CN104418972A公开了一种光子晶体胶囊颜料及其制备方法和应用，所述的光子晶体胶囊颜料是由粒径为100-1500nm的单分散小球与共组装材料进行共组装而成，可以制备单一颜色的纯度高且为全色系的光子晶体胶囊颜料。但是，由于非相干散射的存在，光子晶体产生的结构色的亮度和饱和度通常不够高。
因此，为了提高光子晶体的亮度和饱和度，人们将强吸收性材料引入光子晶体中。CN110449329A公开了一种超疏水性非虹彩结构色薄膜的制备方法，通过将黑色纳米颗粒、疏水后的胶体微球乳液按一定比例分散于乙醇中形成乳液，制备了具有高饱和度的非虹彩结构色材料，借助黑色纳米颗粒对无序光学结构引起的非相干散射光的吸收作用显著提高了非虹彩结构色材料的色彩饱和度。但是强吸收材料的加入，导致了生色薄膜亮度的降低。
另外，Microscopic Interference Full-Color Printing UsingGrayscale-Patterned Fabry-Perot Resonance Cavities.Advanced Optical Materials,2017,5(10):1700029中报道，采用构筑Fabry-Perot谐振腔的方法可以得到亮度和饱和度较高的结构色。原因在于光在谐振腔中发生多次干涉产生共振，可提高颜色的纯度和亮度，但这种方法需要使用重金属，不够环保，且加工过程较为复杂。
CN108608690A公开了一种生色复合薄膜的制备方法，所述生色复合薄膜为一维薄膜和胶体光子晶体薄膜在基底上依次堆叠而形成的复合光学结构材料，其中，所述一维薄膜为单层干涉薄膜或一维光子晶体薄膜。然而该生色复合薄膜所产生的结构色的饱和度较高，但是其亮度较低。
因此，亟需提供一种能够通过简单的方法得到具备高亮度特性的生色薄膜，且成本低廉、制备方法环保。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的生色薄膜亮度低且制备方法复杂的问题，提供一种高亮度生色薄膜，该生色薄膜亮度高，在不同角度下能够观察到不同的颜色，所述生色薄膜的制备方法环保、简单且成本低，在防伪、显示和传感等领域有着潜在的应用价值。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高亮度生色薄膜，其中，所述薄膜包括基底和至少一层光子晶体层；
所述基底的反射率大于等于10％；
所述光子晶体层由纳米粒子在所述基底的表面经自组装而形成；
所述纳米粒子的粒径为50-1500nm。
本发明第二方面提供一种本发明所述的高亮度生色薄膜的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：利用自组装方法实现纳米粒子在基底表面组装，即得所述高亮度生色薄膜。
本发明第三方面提供一种本发明所述的高亮度生色薄膜的应用。
通过上述技术方案，本发明所提供的高亮度生色薄膜及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
1.本发明的由单分散小球在高反射率的基底上组装而形成的光学结构材料，具有高亮度的特性；
2.本发明可以通过调整高反射率基底的种类，得到具有不同亮度的生色薄膜；
3.本发明有效提高了生色薄膜的亮度；
4.本发明方法环保、简单，制备周期短、成本低。
附图说明
图1a是本发明实施例1的单分散的聚苯乙烯乳胶粒子通过捞膜法制备的光子晶体的扫描电镜照片；
图1b是本发明实施例4的单分散的碳球通过竖直沉积法制备的光子晶体的扫描电镜照片；
图2a是本发明实施例1的单分散的聚苯乙烯乳胶粒子通过捞膜法制备的光子晶体的断面扫描电镜照片；
图2b是本发明实施例4的单分散的碳球通过竖直沉积法制备的光子晶体的断面扫描电镜照片；
图3是本发明实施例2制备的高亮度生色薄膜在太阳光照射条件下，不同角度下观察到不同颜色的照片；
图4a是本发明实施例3所提供的生色薄膜在太阳光照射条件下的照片；
图4b是本发明实施例4所提供的生色薄膜在太阳光照射条件下的照片；
图4c是本发明实施例5所提供的生色薄膜在太阳光照射条件下的照片；
图4d是本发明实施例6所提供的生色薄膜在太阳光照射条件下的照片；
图5是本发明实施例7所提供的生色薄膜在室内灯光照射条件下的照片；
图6是本发明实施例8所提供的生色薄膜在室内灯光照射条件下的照片；
图7是本发明实施例9所提供的生色薄膜在室内灯光照射条件下的照片；
图8是本发明对比例1所提供的生色薄膜在太阳光照射条件下的照片；
图9是本发明对比例2所提供的生色薄膜在太阳光照射条件下的照片；
图10是本发明对比例3所提供的生色薄膜在室内灯光照射条件下的照片；
图11是本发明生色薄膜高亮度的原理示意图；
图12是本发明实施例1、4、7和对比例1、2、3生色薄膜的反射光谱图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种高亮度生色薄膜，其中，所述薄膜包括基底和至少一层光子晶体层；
所述基底的反射率大于等于10％；
所述光子晶体层由纳米粒子在所述基底的表面经自组装而形成；
所述纳米粒子的粒径为50-1500nm。
本发明中，所述亮度由下述公式计算得到的：
Y＝0.3*R+0.6*G+0.1*B。
其中，R为红通道的颜色；G为绿通道的颜色；B为蓝通道的颜色，R、G和B可以通过Adobe Photoshop软件拾取样品照片颜色的方法测得。
本发明中，所述高亮度是指亮度Y大于130。
如图11所示，本发明中，生色薄膜高亮度的原理示意图，当一束入射光线照射到生色薄膜表面时，产生一束强度较弱的散射光D1，同时正向散射光束D2射向基底，在基底表面发生反射，形成一束强度较强的D3。其中，D3平行于D1。反射光照射到光子晶体上时，产生正向散射光D4，同时产生一束背散射光D5，D5到达基底又发生反射，形成D6。其中，D4、D6均平行于D1。只有在入射光同侧才能观察到颜色，在入射光异侧是无法观察到颜色的，其中，入射光同侧观察到的光线是D1、D3、D4、D6的叠加，所以生色薄膜可以达到高亮度的效果。
本发明中，所述光子晶体层具有特殊的微纳结构，对特定波长或波段的光子具有禁阻作用，形成光子带隙，类似半导体中的电子能带，将光子晶体中的光子带隙称为光子禁带。
根据本发明，所述基底的反射率为10％-100％，优选为30％-100％。
根据本发明，所述纳米粒子的粒径为100-1000nm，优选为200-800nm，更优选为300-700nm。
根据本发明，所述光子晶体层的层数为1-25层，更优选为1-15层。
本发明中，光子晶体层的层数可以理解为纳米粒子经自组装后的层数，例如，二维光子晶体层数为1层，三维光子晶体层数大于等于2层。
根据本发明，所述基底选自高亮度的硬质基底和/或柔性基底。
根据本发明，所述基底选自硅片、金属片、亮银膜、镀铝膜、铝箔纸、镭射纸、具有高亮反射层的玻璃、陶瓷和塑料中的至少一种。
本发明中，所述具有高亮反射层的玻璃为在玻璃表面采用真空蒸镀的方法镀一层铝而制得。
本发明中，对于基底的尺寸没有特别的限定，具体地，可以根据生色薄膜的具体尺寸要求选择相应尺寸的基底。一般情况，所制备的生色薄膜的尺寸要小于基底的尺寸。
根据本发明，所述纳米粒子选自有机纳米粒子、无机纳米粒子和有机-无机复合纳米粒子中的至少一种。
根据本发明，所述有机纳米粒子为聚合物纳米粒子，优选为聚苯乙烯纳米粒子、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子和聚甲基丙烯酸甲酯纳米粒子中的至少一种。
根据本发明，所述无机纳米粒子选自二氧化硅、碳球、氧化亚铜、氧化铜、硫化镉、硫化铅、二氧化钛、硫化锌和氧化锌中的至少一种。
根据本发明，所述有机-无机复合纳米粒子选自二氧化硅-聚苯乙烯、二氧化硅-丙烯酸酯、氧化铜-聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化钛-聚苯乙烯中的至少一种。
根据本发明，所述纳米粒子呈有序堆积结构或无序堆积结构。
根据本发明，所述有序堆积结构选自非紧密堆积结构、立方堆积结构和六方紧密堆积结构中的至少一种。
根据本发明，所述无序堆积结构选为短程有序、长程无序的堆积结构。
本发明中，所述短程有序长程无序的堆积结构可以理解为“短程有序”在整个堆积结构中为“无序”，即所述的“短程有序”只限于某一特定的小范围小区域内是“有序”的。
根据本发明，所述光子晶体层包括自组装排列具有蛋白石结构的光子晶体层或以蛋白石结构光子晶体为模板制备的反蛋白石结构的光子晶体层。
本发明第二方面提供一种本发明所述的高亮度生色薄膜的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：利用自组装方法实现纳米粒子在基底表面组装，即得所述高亮度生色薄膜。
本发明中，所述自组装是指纳米粒子基于非共价键的相互作用下自发形成有序堆积结构。
根据本发明，所述方法包括将纳米粒子分散于溶剂中，得到含纳米粒子的胶体，并将所述胶体在基底表面组装。
本发明中，对于溶剂并无特别的限定，可以为能够使纳米粒子良好分散的溶剂，例如水和/或乙醇等。
更进一步，所述纳米粒子、水和乙醇的体积比为1:(1-3):(0-3)，更优选为1:1:2。
根据本发明，所述含纳米粒子的胶体的固含量为1-20wt％，优选为5-20wt％。
根据本发明，所述自组装的方式选自模板法、竖直沉积法、提拉法、刮涂法、滴涂法、共组装法、旋涂法、喷雾法和捞膜法中的至少一种。
根据本发明，所述方法中还包括对基底进行亲水处理的步骤。
本发明中，可以采用氧等离子体对基底进行亲水处理。
根据本发明，可以采用热处理、辐射交联、紫外光照射等方法使纳米粒子和基底紧密结合。
本发明中，所述热处理的条件包括：热处理温度为50-100℃，优选60-80℃；热处理时间为0.5-3h，优选为1-2h。
本发明中，可以采用现有技术中常规的热处理方式进行处理，特别地，所述热处理可以为退火处理。
本发明中，所述方法还包括：静置前，在液面边缘添加表面活性剂的步骤。
本发明中，所述表面活性剂的质量分数为0.01-0.5wt％，优选为0.05-0.2wt％，添加量为5-15μL。
本发明中，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、月桂醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、硬脂酸钠、季铵盐型阳离子表面活性剂、氨基酸型两性离子表面活性剂、甜菜碱型两性离子表面活性剂、聚氧乙烯型非离子表面活性剂和多元醇非离子表面活性剂中的至少一种。
本发明第三方面提供一种本发明所述的高亮度生色薄膜的应用，其中，所述应用为防伪、显示和传感中的至少一种。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，本发明实施例以及对比例中所使用的纳米粒子、化学试剂或化学药品等均可商购获得；
具体地，单分散聚苯乙烯小球购自上海辉质生物科技有限公司，无水乙醇购自天津市康科德科技有限公司；
利用扫描电子显微镜(S-4800，日本日立公司)表征纳米粒子的自组装情况；
利用宏观角分辨光谱仪(R1，上海复享科学仪器有限公司)表征生色薄膜结构的反射光谱。
基底反射率和生色薄膜亮度的计算方法如下：
利用宏观角分辨光谱仪(R1，上海复享科学仪器有限公司)表征基底样品的反射光谱，以铝镜的反射光谱为光源谱，反射率＝(样品谱-背景谱)/(光源谱-背景谱)。
生色薄膜亮度计算公式为：Y＝0.3*R+0.6*G+0.1*B，
其中，R为红通道的颜色；G为绿通道的颜色；B为蓝通道的颜色，R、G和B可以通过Adobe Photoshop软件拾取样品照片颜色的方法测得。
实施例1
(1)将质量分数为5wt％的粒径为600nm的聚苯乙烯小球乳液按照乳液：水：无水乙醇＝1：1：2的体积比配置混合溶液，超声10分钟使其分散均匀；
(2)裁取2cm×2cm的金属片，清洗干净并采用氧等离子体进行亲水处理，置于玻璃培养皿中，倒入适量超纯水，使液面高于基底表面并与放置的硅片相切；用移液枪吸取适量聚苯乙烯小球混合溶液，滴加在硅片上，混合溶液中乙醇的快速挥发会带动聚苯乙烯小球在液面上扩散并进行组装，待溶液扩散完后，用移液枪再次吸取适量混合溶液滴加在液面上，重复多次，即可得到组装规整的小球阵列；当小球铺满整个液面时，在玻璃培养皿边缘滴加10μL质量分数为0.1wt％的十二烷基硫酸钠溶液，使小球排列更加紧密；用吸管吸出多余的水，静置若干小时；
(3)将玻璃培养皿放入80℃的烘箱中退火1小时，得到生色薄膜S1。
如图1-2所示，图1a中显示了生色薄膜S1中，光子晶体层的扫描电镜照片，图2a中显示了生色薄膜S1断面的扫描电镜照片，从图1a和图2a可以看出，单分散的聚苯乙烯小球形成了具有二维光子晶体结构的生色薄膜S1，且生色薄膜S1的光子晶体呈有序密堆积排列，所述光子晶体为单层结构。生色薄膜S1的亮度以及R、G、B数值如表1所示。所述生色薄膜的反射光谱图如图12所示。
实施例2
按照与实施例1相同的方法制备高亮度生色薄膜，所不同之处在于，在步骤(2)中，将2cm×2cm的金属片替换为2cm×2cm的硅片，制得生色薄膜S2，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。如图3所示，生色薄膜S2在不同角度下观察能够观察到不同的颜色，具体地，图3-1显示为紫色；图3-2显示为蓝色；图3-3显示为青色；图3-4显示为绿色；图3-5显示为黄色；图3-6显示为橙色；图3-7显示为红色。
实施例3
按照与实施例1相同的方法制备高亮度生色薄膜，所不同之处在于，在步骤(2)中，将2cm×2cm的金属片替换为2cm×2cm的亮银膜，制得生色薄膜S3，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜S3在太阳光照射条件下的照片如图4a所示。
实施例4
(1)将质量分数为0.1wt％的粒径为300nm的单分散碳球溶液充分超声，使其分散均匀；
(2)裁取2cm×2cm的金属片，清洗干净并进行采用氧等离子体进行亲水处理，竖直放入上述混合溶液中，在温度为60℃，相对湿度为60％的条件下，利用在金属片表面形成的水的弯月面的毛细力使单分散的胶体纳米粒子组装在金属片基底上；
(3)将组装有光子晶体的金属片放入80℃的烘箱中退火1小时，使小球与基底牢固结合，制得生色薄膜S4。生色薄膜S4在太阳光照射条件下的照片如图4b所示。
如图1-2所示，图1b中显示了生色薄膜S4中，光子晶体层的扫描电镜照片，图2b中显示了生色薄膜S4断面的扫描电镜照片，从图1b和图2b可以看出，单分散碳球形成了具有三维光子晶体结构的生色薄膜S4，且生色薄膜S4的光子晶体具有多层结构(10层)，所述光子晶体呈短程有序长程无序排列。生色薄膜S4的亮度以及R、G、B数值如表1所示。所述生色薄膜的反射光谱图如图12所示。
实施例5
按照与实施例4相同的方法制备高亮度生色薄膜，所不同之处在于，在步骤(2)中，将2cm×2cm的金属片替换为2cm×2cm的硅片，制得生色薄膜S5，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜S5在太阳光照射条件下的照片如图4c所示。
实施例6
按照与实施例4相同的方法制备高亮度生色薄膜，所不同之处在于，在步骤(2)中，将2cm×2cm的金属片替换为2cm×2cm的亮银膜，制得生色薄膜S6，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜S6在太阳光照射条件下的照片如图4d所示。
实施例7
(1)裁取2.5cm×7.5cm的厚度为0.01mm的高反金属带，清洗干净并采用氧等离子体进行亲水处理；将质量分数为15wt％的粒径为600nm的单分散聚甲基丙烯酸甲酯小球溶液充分超声，使其分散均匀；
(2)将上述高反金属带固定在自动涂膜机的平台上，用移液枪移取50μL(1)中的聚甲基丙烯酸甲酯小球溶液，滴加在金属带表面，刮涂速度设置为100mm/s，刮涂长度设置为90mm，使自动涂膜机的线棒刮过金属带表面形成液膜，室温下自然干燥；
(3)将刮涂有胶体光子晶体的金属带放入80℃的烘箱中退火1小时，使小球与基底牢固结合，制得生色薄膜S7，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜S7在室内灯光照射条件下的照片如图5所示，所述薄膜呈亮绿色。所述生色薄膜的反射光谱图如图12所示。
实施例8
按照与实施例7相同的方法制备生色薄膜，所不同之处在于，所述金属带基底替换为2.5cm×7.5cm的硅片，制得生色薄膜S8，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜S8在室内灯光照射条件下的照片如图6所示，所述薄膜呈浅绿色。
实施例9
按照与实施例7相同的方法制备生色薄膜，所不同之处在于，所述金属带基底替换为2.5cm×7.5cm的亮银膜，制得生色薄膜S9，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜S9在室内灯光照射条件下的照片如图7所示。
对比例1
按照实施例1的方法制备薄膜，不同的是，将2cm×2cm的金属片替换为2cm×2cm的普通载玻片，制得薄膜D1。测试其性能，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜D1在太阳光照射条件下的照片如图8所示。所述生色薄膜的反射光谱图如图12所示。
对比例2
按照实施例4的方法制备薄膜，不同的是，将2cm×2cm的金属片替换为2cm×2cm的普通载玻片，制得薄膜D2。测试其性能，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜D2在太阳光照射条件下的照片如图9所示。所述生色薄膜的反射光谱图如图12所示。
对比例3
按照实施例7的方法制备薄膜，将2.5cm×7.5cm的金属带替换为2.5cm×7.5cm的普通载玻片，制得薄膜D3。测试其性能，其亮度以及R、G、B数值如表1所示。生色薄膜D3在室内灯光照射条件下的照片如图10所示。所述生色薄膜的反射光谱图如图12所示。
表1实施例1-9以及对比例1-3中基底反射率以及生色薄膜的亮度和R、G、B值
实施例编号 基底反射率 R G B 亮度
实施例1 95.5％ 196 253 217 232.3
实施例2 78.6％ 123 255 122 202.1
实施例3 52.5％ 94 234 136 182.2
对比例1 9.3％ 106 145 52 124
实施例4 95.5％ 135 249 168 206.7
实施例5 78.6％ 109 249 162 198.3
实施例6 52.5％ 75 239 127 178.6
对比例2 9.3％ 88 138 60 115.2
实施例7 95.5％ 190 118 181 154.9
实施例8 78.6％ 173 117 164 138.5
实施例9 52.5％ 169 130 172 145.9
对比例3 9.3％ 100 128 88 115.6
通过表1的结果可以看出，本发明的光子晶体与高反射率基底的复合光学结构材料实施例1-9较对比例1-3具有明显的提高生色薄膜亮度的效果。
更进一步地，由图12可以看出，实施例1、4、7生色薄膜的散射光强度明显高于对比例1、2、3生色薄膜散射光强度。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种高亮度生色薄膜，其中，所述薄膜由基底和至少一层光子晶体层组成；
所述基底的反射率大于等于10%；
所述光子晶体层由纳米粒子在所述基底的表面经自组装而形成；
所述纳米粒子的粒径为50-1500nm；
所述基底选自高亮度的硬质基底和/或柔性基底；
所述纳米粒子选自有机纳米粒子和有机-无机复合纳米粒子中的至少一种；
其中，所述高亮度是指亮度Y=0.3*R+0.6*G+0.1*B大于130；
其中，所述R为红通道的颜色；所述G为绿通道的颜色；所述B为蓝通道的颜色，R、G和B可以通过Adobe Photoshop软件拾取样品照片颜色的方法测得。
2.根据权利要求1所述的高亮度生色薄膜，其中，所述基底的反射率为10%-100%；
和/或，所述纳米粒子的粒径为100-1000nm；
和/或，所述光子晶体层的层数为1-25层。
3.根据权利要求2所述的高亮度生色薄膜，其中，所述基底的反射率为30%-100%；
和/或，所述纳米粒子的粒径为200-800nm；
和/或，所述光子晶体层的层数为1-15层。
4.根据权利要求3所述的高亮度生色薄膜，其中，所述纳米粒子的粒径为300-700nm。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的高亮度生色薄膜，其中，所述基底选自硅片、金属片、亮银膜、镀铝膜、铝箔纸、镭射纸、具有高亮反射层的玻璃、陶瓷和塑料中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的高亮度生色薄膜，其中，所述有机-无机复合纳米粒子选自二氧化硅-聚苯乙烯、二氧化硅-丙烯酸酯、氧化铜-聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化钛-聚苯乙烯中的至少一种；
和/或，所述有机纳米粒子为聚合物纳米粒子。
7.根据权利要求6所述的高亮度生色薄膜，其中，所述有机纳米粒子为聚苯乙烯纳米粒子、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子和聚甲基丙烯酸甲酯纳米粒子中的至少一种。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的高亮度生色薄膜，其中，所述纳米粒子呈有序堆积结构或无序堆积结构。
9.根据权利要求8所述的高亮度生色薄膜，其中，所述有序堆积结构选自非紧密堆积结构、立方堆积结构和六方紧密堆积结构中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的高亮度生色薄膜，其中，所述无序堆积结构选为短程有序、长程无序的堆积结构。
11.根据权利要求1-5中任意一项所述的高亮度生色薄膜，其中，所述光子晶体层包括自组装排列具有蛋白石结构的光子晶体层或以蛋白石光子晶体为模板制备的反蛋白石结构的光子晶体层。
12.一种权利要求1-11中任意一项所述的高亮度生色薄膜的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：利用自组装方法实现纳米粒子在基底表面组装，即得所述高亮度生色薄膜。
13.根据权利要求12所述高亮度生色薄膜的制备方法，其中，所述自组装的方式选自竖直沉积法、提拉法、刮涂法、滴涂法、共组装法、旋涂法、喷雾法和捞膜法中的至少一种。
14.根据权利要求12或13所述高亮度生色薄膜的制备方法，其中，所述方法中还包括对基底进行亲水处理的步骤。
15.一种权利要求1-11中任意一项所述的高亮度生色薄膜的应用，其中，所述应用为防伪、显示和传感中的至少一种。
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