CN114907842A - 荧光碳量子点凝胶、其制备方法及信息循环存储方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种荧光碳量子点凝胶、其制备方法及信息循环存储方法。所述制备方法包括：使荧光碳量子点、高分子单体、引发剂以及交联剂分散于有机溶剂中，获得预聚液；使所述预聚液发生聚合反应，获得荧光碳量子点凝胶。所述的信息循环存储方法包括：使荧光碳量子点凝胶与水进行图案化接触，实现信息的输入；对负载有信息的荧光碳量子点凝胶进行加热处理，实现信息的擦除。本发明提供的荧光碳量子点凝胶可实现水印染的信息书写和存储，以及水蒸发的信息擦除，其书写和擦除过程绿色无害，且由于没有盐富集，循环重复编辑次数显著提升；且本发明提供的荧光碳量子点凝胶的制备方法简单，操作方便，无需昂贵的制备仪器、高温作用和催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及智能高分子材料和信息存储材料技术领域，尤其涉及一种荧光碳量子点凝胶、其制备方法及信息循环存储方法。
背景技术
数字化时代的到来，给人类的生活带来了许多便捷，与此同时，也带来了信息的泛滥，其中隐含的信息储存、安全等问题也日益突显出来。近年来，随着材料的革新，相应的信息安全系统得到了快速的发展。刺激响应高分子凝胶能够在外界刺激下(如温度、湿度、pH、离子、光、磁场、电场等)表现出形状的改变或是颜色的变化，在信息存储等领域显示出巨大的应用潜力。其中，荧光图案由于其鲜明的色彩和易于操作等优势，受到了研究者们的广泛关注。汪辉亮等制备了一种金属阳离子响应的荧光凝胶，使用不同的金属阳离子溶液作为油墨，在水凝胶表面打印文本或图案，然后在紫外线、紫色和蓝光照射下显示不同的文本或图案(ACS Applied Materials&Interfaces 2021，13(33)，39967-39975)。侯仰龙等制备了一种对C1O-/SCN-具有可逆响应性的水凝胶，并将其应用在指纹信息的检测、加密及解密上(Angewandte Chemie International Edition 2018，130(23)，6902-6906)。这些尝试为开发基于水凝胶的信息存储材料提供了新的思路。然而，这些策略也存在一些不足，如在其信息显示和擦除过程中，需要使用金属离子或者酸碱溶液，这些刺激条件一方面对环境不友好，另一方面使得凝胶内部会富集盐，从而降低其循环使用性。因此，开发刺激条件简单、循环性能好的信息传输平台是迫切需要的，但也是相当具有挑战性的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种荧光碳量子点凝胶、其制备方法及信息循环存储方法。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种用于信息循环存储的荧光碳量子点凝胶的制备方法，其包括：
使荧光碳量子点、高分子单体、引发剂以及交联剂分散于有机溶剂中，获得预聚液；
使所述预聚液发生聚合反应，获得荧光碳量子点凝胶。
在一些优选的实施方案中，所述荧光碳量子点在第一溶解体系中呈现分散态，在第二溶解体系中呈现聚集态，所述分散态和聚集态的荧光颜色不同。
第二方面，本发明还提供一种上述制备方法制得的荧光碳量子点凝胶，所述荧光碳量子点凝胶包括荧光碳量子点和凝胶本体，所述凝胶本体中包含多个网络状的凝胶分子，所述荧光碳量子点分散连接于所述凝胶分子上，当所述荧光碳量子点凝与水接触时，所述荧光碳量子点相互聚集成聚集态。
第三方面，本发明还提供上述荧光碳量子点凝胶的信息循环存储方法，包括：
提供上述荧光碳量子点凝胶；
使所述荧光碳量子点凝胶与水进行图案化接触，实现信息的输入；
对负载有信息的所述荧光碳量子点凝胶进行加热处理，实现信息的擦除。
基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明所提供的荧光碳量子点凝胶、其制备方法及信息循环存储方法，利用荧光碳量子点在不同溶解性体系中的分散态和聚集态的荧光发光差异，实现了水印染的信息书写和存储，以及水蒸发的信息擦除，其书写和擦除过程绿色无害，且由于没有传统书写擦除方法中的盐富集，循环重复编辑次数显著提升；且本发明所提供的制备方法简单，操作方便，无需昂贵的制备仪器、高温作用和催化剂。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
图1是本发明一典型实施方案提供的荧光碳量子点凝胶的制备过程示意图；
图2是本发明一典型实施方案提供的荧光碳量子点凝胶在紫外光下的信息输入和擦除过程照片；
图3是本发明一典型实施方案提供的荧光碳量子点凝胶的信息输入和擦除过程的机理示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件或方法步骤区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件或方法步骤之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
针对现有技术中的上述问题，本发明的首要目的在于提供制备一种用于信息循环存储的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶的制备方法。荧光碳量子点作为一种新型的荧光纳米材料，不仅发射光谱可调，光稳定性优越，还具有良好的生物相容性和生物低毒性，因此在生物医学、传感、光电器件和精细化工等领域具有巨大的应用前景。本发明人发现，该荧光碳量子点在良溶剂中呈现分散态，在不良溶剂中呈现聚集态，可实现在不同溶剂中发光切换。因此，利用这类具有聚集诱导发光效应的荧光碳量子点作为荧光变色单元，发展一种新型、水刺激响应下改变荧光颜色的柔性信息可循环存储的安全系统具有重要的意义。
参见图1-图3，本发明实施例提供一种用于信息循环存储的荧光碳量子点凝胶的制备方法，包括如下的步骤：
使荧光碳量子点、高分子单体、引发剂以及交联剂分散于有机溶剂中，获得预聚液。
使所述预聚液发生聚合反应，获得荧光碳量子点凝胶。
需要说明的是，附图中仅为本发明其中一种实施案例的示例性说明，其中的分子种类以及特定结构并非绝对单一的，不应理解为对本发明保护范围的限制。
在一些实施方案中，所述荧光碳量子点在第一溶解体系中呈现分散态，在第二溶解体系中呈现聚集态，所述分散态和聚集态的荧光颜色不同。所述的第一溶解体系可以是油性的，或两性的，例如凝胶网络结构，属于荧光碳量子点的良溶剂，所述的第二溶解体系可以是水性的，例如上述凝胶网络与水接触后，属于不良溶剂。所述第一溶解体系与水接触后，能够转化为第二溶解体系。
在一些实施方案中，所述荧光碳量子点的直径优选可以为3-5nm，且具有特殊的聚集诱导发光现象。例如，可以在365nm紫外光激发下，该荧光碳量子点在乙二醇等良溶剂中呈现440nm蓝光发射，在不良溶剂水中呈现600nm红光发射。
在一些实施方案中，所述分散态的荧光颜色为蓝色，所述聚集态的荧光颜色可以为红色。
在一些实施方案中，所述预聚液中荧光碳量子点的含量可以为0.1-100mg/ml。
在一些实施方案中，所述高分子单体可以包括水溶性高分子单体。
在一些实施方案中，所述水溶性高分子单体可以包括丙烯酰胺、丙烯酸、海藻酸钠以及明胶中的任意一种或两种以上的组合。
在一些实施方案中，所述预聚液中水溶性高分子单体的含量可以为0.1-1g/ml。
在一些实施方案中，所述引发剂可以包括过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈以及过氧化苯甲酰中的任意一种或两种以上的组合。
在一些实施方案中，所述预聚液中引发剂的含量可以为0.1-100mg/ml。
在一些实施方案中，所述交联剂可以包括N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯中的任意一种或两种的组合。
在一些实施方案中，所述预聚液中交联剂的含量可以为1-100mg/ml。
在一些实施方案中，所述有机溶剂可以包括乙二醇、丙三醇、N，N-二甲基甲酰胺以及N，N-二甲基亚砜中的任意一种或两种以上的组合。
在一些实施方案中，所述聚合反应的温度可以为40-80℃，时间可以为2-48h。
本发明实施例还提供由上述任一实施方案中提供的制备方法制得的荧光碳量子点凝胶，继续如图1所示，所述荧光碳量子点凝胶包括荧光碳量子点和凝胶本体，所述凝胶本体中包含多个网络状的凝胶分子，所述荧光碳量子点分散连接于所述凝胶分子上，当所述荧光碳量子点与水接触时，所述荧光碳量子点相互聚集成聚集态。
继续参见图3，本发明实施例还提供一种荧光碳量子点凝胶的信息循环存储方法，包括如下的步骤：
提供上述实施例中的荧光碳量子点凝胶。
使所述荧光碳量子点凝胶与水进行图案化接触，实现信息的输入。
对负载有信息的所述荧光碳量子点凝胶进行加热处理，实现信息的擦除。
在一些实施方案中，所述图案化接触采用负载有水的基质书写或印刷。
在一些实施方案中，所述基质包括滤纸、打印纸以及印染纸中的任意一种；并且，上述荧光碳量子点凝胶的信息擦写循环次数基本可以保证在50次以上，远大于现有技术。
在一些实施方案中，所述加热处理的温度为40-80℃，时间为1-100min。
作为一些典型的应用示例，本发明的上述技术方案可以采用如下的实施方案得以实施：
(1)制备聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶：将聚集诱导发光荧光碳量子点加入有机溶剂中，分散均匀，并加入高分子单体，引发剂和交联剂，混合均匀，形成预聚液，将预聚液注入模具中，密封。在烘箱中加热进行聚合反应，自然冷却至室温，从模具中取出，而得到。这种凝胶的特点在于，其溶剂为有机溶剂时，呈现分散态蓝色发光；溶剂为水时，呈现聚集态红色发光。因此，在溶剂替换的过程中，凝胶呈现溶剂响应的荧光变化。
(2)所得的油水凝胶可用于重复性的图案化信息的载入、加密、解密和擦除。以载有水的基质与聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶表面接触，在该荧光碳量子点凝胶上载入信息。对已载入信息的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶进行后处理，可以将载入的信息擦除。
上述实施案例中，最好是将所述预聚液注入模具内进行聚合反应，制得所述聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶；并且，含水基质与聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶表现的接触时间最好为1-30min。
基于上述技术方案，可以发现，本发明所提供的荧光碳量子点凝胶、其制备方法及信息循环存储方法可以具有如下的优点：
(1)本发明制备的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶，其溶剂为有机溶剂时，呈现分散态蓝色发光；溶剂为水时，呈现聚集态红色发光。因此，在溶剂替换的过程中，凝胶呈现溶剂响应的荧光变化。
(2)传统水凝胶通过加入离子或者酸碱实现信息读写，但是由于离子和酸碱在写入我擦除过程中会产生盐，随着循环次数的增加，导致凝胶体系内的盐富集，从而造成凝胶可循环使用次数降低。本发明制备的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶通过引入水作为外界刺激实现信息的载入及其加密-解密过程，并且可以简单的通过水印染进行信息的存储，以及蒸发水进行信息的擦除，可以实现加密信息的至少50次以上循环重复编辑，克服了传统水凝胶的弊端。
(3)本发明制备的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶的制备方法简单，操作方便，无需昂贵的制备仪器、高温作用和催化剂。
以下通过若干实施例并结合附图进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本领域技术人员在理解本发明的技术方案基础上进行修改或等同替换，而未脱离本发明技术方案的精神和范围。
如无特殊说明，如下实施例所使用的试剂均为常规试剂，且其中的荧光碳量子点均为上述现有技术中的方法制得的，例如中国发明专利CN201910091560.5中的制备方法。
实施例1
本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，具体如下所示：
(1)将10mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6ml二甲基亚砜中，加入1g丙烯酰胺，10mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，10mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至60℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶(其过程如图1所示)。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入；随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除(其过程如图2所示)。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在5min内由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在8min内写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光(如图3所示)，重复循环65次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。
实施例2
本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，重点研究聚集诱导发光荧光碳量子点含量对凝胶性能的影响，具体如下所示：
(1)将100mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6m1二甲基亚砜中，加入1g丙烯酰胺，10mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，10mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至60℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在3min后由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在6min后写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光，重复循环60次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。与实施案例1相比，证明聚集诱导发光荧光碳量子点含量越高，凝胶变色速度越快，且荧光强度越高。
实施例3
本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，重点研究高分子单体含量对凝胶性能的影响，具体如下所示：
(1)将10mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6ml二甲基亚砜中，加入3g丙烯酰胺，10mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，10mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至60℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在10min后由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在15min后写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光，重复循环55次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。与实施案例1相比，证明高分子单体含量越高，凝胶变色速度越慢，且荧光强度越低。
实施例4
本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，重点研究高分子单体种类对凝胶性能的影响，具体如下所示：
(1)将10mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6ml二甲基亚砜中，加入1g明胶，10mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，10mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至60℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在6min后由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在9min后写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光，重复循环60次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。与实施案例1相比，证明高分子单体亲水性越差，凝胶变色速度越慢，且荧光强度越低。
实施例5
本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，重点研究交联剂含量对凝胶性能的影响，具体如下所示：
(1)将10mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6ml二甲基亚砜中，加入1g丙烯酰胺，100mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，10mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至60℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在10min后由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在15min后写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光，重复循环60次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。与实施案例1相比，证明交联剂含量越高，凝胶变色速度越慢，且荧光强度越低。
实施例6
本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，重点研究交联剂种类对凝胶性能的影响，具体如下所示：
(1)将10mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6m1二甲基亚砜中，加入1g丙烯酰胺，10mg聚乙二醇二丙烯酸酯，10mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至60℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在10min后由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在15min后写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光，重复循环65次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。与实施案例1相比，证明交联剂分子链越长，凝胶变色速度越慢，且荧光强度越低。
实施例7
本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，重点研究引发剂含量对凝胶性能的影响，具体如下所示：
(1)将10mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6ml二甲基亚砜中，加入1g丙烯酰胺，10mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，100mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至60℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在10min后由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在15min后写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光，重复循环80次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。与实施案例1相比，证明引发剂含量越高，凝胶变色速度越慢，且荧光强度越低。
实施例9
本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，重点研究自由基反应温度对凝胶性能的影响，具体如下所示：
(1)将10mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6m1二甲基亚砜中，加入1g丙烯酰胺，10mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，100mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至80℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在10min后由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在15min后写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光，重复循环55次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。与实施案例1相比，证明自由基反应温度越高，凝胶变色速度越慢，且荧光强度越低。
实施例10
自本实施例示例一种荧光碳量子点凝胶的制备过程以及其信息循环存储过程，重点研究由基反应时间对凝胶性能的影响，具体如下所示：
(1)将10mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6ml二甲基亚砜中，加入1g丙烯酰胺，10mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，100mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至1mm的模具中，密封，升温至60℃反应48h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，在信息写入阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在10min后由初始的蓝色荧光变为红色荧光；在信息擦除阶段，所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶在15min后写入的信息消失，由红色荧光变为蓝色荧光，重复循环60次，依旧保持的初始的信息写入和擦除能力。与实施案例1相比，证明自由基反应时间越长，凝胶变色速度越慢，且荧光强度越低。
对比例1
本对比例与实施例1大体相同，区别在于研究了不加聚集诱导发光荧光碳量子点的影响，具体如下所示：
(1)将0mg聚集诱导发光荧光碳量子点分散在6ml二甲基亚砜中，加入1g丙烯酰胺，10mg N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，10mg偶氮二异丁腈，振荡至均匀混合，混合液转移至Imm的模具中，密封，升温至60℃反应6h，自然冷却至室温，取出凝胶，即为聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶。
(2)将所得的聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶与水润湿的滤纸相接触进行信息写入。随后，将聚集诱导发光荧光碳量子点凝胶放在热台上50℃加热，进行信息擦除。
(3)结果发现，所得的凝胶无荧光变色。
基于上述检测结果，可以明确，本发明所提供的荧光碳量子点凝胶、其制备方法及信息循环存储方法，书写和擦除过程绿色无害，且由于没有传统书写擦除方法中的盐富集，循环重复编辑次数显著提升；且本发明所提供的制备方法简单，操作方便，无需昂贵的制备仪器、高温作用和催化剂。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于信息循环存储的荧光碳量子点凝胶的制备方法，其特征在于，包括：
使荧光碳量子点、高分子单体、引发剂以及交联剂分散于有机溶剂中，获得预聚液；
使所述预聚液发生聚合反应，获得荧光碳量子点凝胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述荧光碳量子点在第一溶解体系中呈现分散态，在第二溶解体系中呈现聚集态，所述分散态和聚集态的荧光颜色不同；
优选的，所述荧光碳量子点的直径为3-5nm；
优选的，所述分散态的荧光颜色为蓝色，所述聚集态的荧光颜色为红色；
优选的，所述预聚液中荧光碳量子点的含量为0.1-100mg/ml。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高分子单体包括水溶性高分子单体；
优选的，所述水溶性高分子单体包括丙烯酰胺、丙烯酸、海藻酸钠以及明胶中的任意一种或两种以上的组合；
优选的，所述预聚液中水溶性高分子单体的含量为0.1-1g/ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈以及过氧化苯甲酰中的任意一种或两种以上的组合；
优选的，所述预聚液中引发剂的含量为0.1-100mg/ml。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯中的任意一种或两种的组合；
优选的，所述预聚液中交联剂的含量为1-100mg/ml。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙二醇、丙三醇、N，N-二甲基甲酰胺以及N，N-二甲基亚砜中的任意一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为40-80℃，时间为2-48h。
8.由权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制得的荧光碳量子点凝胶，其特征在于，所述荧光碳量子点凝胶包括荧光碳量子点和凝胶本体，所述凝胶本体中包含多个网络状的凝胶分子，所述荧光碳量子点分散连接于所述凝胶分子上，当所述荧光碳量子点与水接触时，所述荧光碳量子点相互聚集成聚集态。
9.一种荧光碳量子点凝胶的信息循环存储方法，其特征在于，包括：
提供权利要求8所述的荧光碳量子点凝胶；
使所述荧光碳量子点凝胶与水进行图案化接触，实现信息的输入；
对负载有信息的所述荧光碳量子点凝胶进行加热处理，实现信息的擦除。
10.根据权利要求9所述的信息循环存储方法，其特征在于，所述图案化接触采用负载有水的基质书写或印刷；
优选的，所述基质包括滤纸、打印纸以及印染纸中的任意一种；
优选的，信息的输入与擦除循环次数能够达到50次以上；
优选的，所述加热处理的温度为40-80℃，时间为1-100min。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |