CN115011359B - 基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴，该微滴的中心点反射颜色为橙黄色；所述微滴为通过包含反应性手性掺杂剂、可光聚合单体、非反应性液晶分子和光引发剂的原料经光聚合得到；且所述反应性手性掺杂剂经所述光聚合反应后通过化学键存在于所述微滴的结构中。可在分子萃取和溶剂溶胀同时共同作用下，来调节该胆甾型液晶微滴的带隙。也即，该胆甾型液晶微滴具有很好的可调节带隙的条件，同时，该胆甾型液晶微滴能够在多种溶剂中显示颜色，且可以在多种有机溶剂中多次循环交替浸泡，显示相对应地中心点反射颜色，因此可用于复杂有机环境的检测。本发明还公开了该胆甾型液晶微滴的制备方法和应用。

Description

基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液 晶微滴及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及胆甾型液晶微滴的外场刺激响应性领域。更具体地，涉及一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴及其制备方法和应用。
背景技术
当手性掺杂剂溶解在向列液晶中时，分子的指向矢将沿着垂直于指向矢的轴周期性旋转，形成胆甾型液晶(CLC)的螺旋超结构。由于CLC的双折射，螺旋超结构具有沿螺旋轴的折射率的周期性调制。因此，沿垂直于指向矢的螺旋轴的CLC呈现出1D的光子带隙(PBG)。反射波长表示为λ＝P·n·cosθ，P是螺旋螺距，即，向列指向矢的360°螺旋旋转，n是平均折射率，θ是光传播方向与螺旋轴之间的夹角。在保持手性掺杂剂的浓度和类型不变时，可以使用外部刺激(例如磁场、电场、光、温度、溶剂)来调整CLC的螺距，从而改变PBG的位置和CLC的反射颜色。
CLC通常被制备为平面膜、具有球形结构的液滴或胶囊。在平面膜中，cosθ是λ的角度依赖性的原因，其将λ移动到较短波长值。而在球形结构中，cosθ对λ值的影响将由于径向构型中的螺旋轴的球形限制而受到抑制，这导致非常低的视角依懒性色移。换句话说，球形对称性结构提供了中心反射波长与光传播方向和螺旋轴之间的夹角无关的独特的光学现象。球形CLC已在传感器，显示器，安全标签，生物医学和激光谐振器的许多光学应用中得到应用。
目前，在已有的CLC微滴溶剂响应研究中，还没有能够实现基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地CLC微滴制备。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶(CLC)微滴，可在分子萃取和溶剂溶胀同时共同作用下，来调节该胆甾型液晶微滴的带隙。也即，该胆甾型液晶微滴具有很好的可调节带隙的条件，同时，该胆甾型液晶微滴能够在多种溶剂中显示颜色，并且可以在多种有机溶剂中多次循环交替浸泡，显示相对应地中心点反射颜色，因此可用于复杂有机环境的检测。
本申请中的同时分子萃取和溶剂溶胀来调节带隙，相对于现有技术中只溶胀来调节带隙，优点是制备样品的方法简单，省去了分子萃取这一单独地步骤。对得到的结果而言，由于无光子交叉通讯，只有中心点反射，在应用于复杂有机溶剂中时，只需要观察中心点颜色即可，分析带隙位置更加直接、简单。
本发明的第二个目的在于提供一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴的制备方法。
本发明的第三个目的在于提供一种调节胆甾型液晶微滴的带隙的方法。
本发明的第四个目的在于提供一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴的应用。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴，所述微滴的中心点反射颜色为橙黄色；
所述微滴为通过包含反应性手性掺杂剂、可光聚合单体、非反应性液晶分子和光引发剂的原料经光聚合得到；且所述反应性手性掺杂剂经所述光聚合反应后通过化学键存在于所述微滴的结构中。
进一步地，所述微滴的粒径为92-149μm。
进一步地，所述反应性手性掺杂剂选自手性掺杂剂LC 756。
进一步地，所述原料中，反应性手性掺杂剂的浓度为3.9-4.1wt％。
进一步地，所述可光聚合单体选自RM257、C6M中的一种或几种。
进一步地，所述非反应性液晶分子选自液晶5CB。
进一步地，所述光引发剂选自651光引发剂、2959光引发剂、369光引发剂中的一种或几种。
进一步地，所述原料中包含：3.9-4.1份反应性手性掺杂剂、5-45份可光聚合单体、49.9-90.1份非反应性液晶分子和1份光引发剂，其中，前述各组分的总量为100质量份。
为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴的制备方法，包括如下步骤：
将反应性手性掺杂剂、可光聚合单体、非反应性液晶分子和光引发剂混匀，得胆甾型液晶混合物；
将所述胆甾型液晶混合物微球化，形成液滴；
将该液滴进行紫外光照，得所述胆甾型液晶微滴。
进一步地，所述紫外光照为在强度为50-250mW/cm2，紫外灯下光照射500ms-5s。
进一步地，所述微球化的方法包括如下步骤：
以所述胆甾型液晶混合物为分散相，以PVA为连续相，混合，乳化形成液滴。
进一步地，混合过程中，所述分散相的流速为0.5-2.5mL/h，连续相的流速为2-4mL/h。
进一步地，所述乳化的温度为40-70℃。
为达到上述第三个目的，本发明采用下述技术方案：
一种调节胆甾型液晶微滴的带隙的方法，包括如下步骤：
将如上第一个目的所述胆甾型液晶微滴置于有机溶剂中，实现对带隙的调节。
进一步地，所述有机溶剂选自吡啶、喹啉、苯胺、THF、丙酮、二甲苯、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中的一种。
进一步地，将所述胆甾型液晶微滴交替置于下述有机溶剂A、有机溶剂B、有机溶剂C中，实现该微滴的中心点反射颜色在红色、绿色或蓝色中切换；
其中，有机溶剂A选自吡啶、喹啉、苯胺中的一种；
有机溶剂B选自THF、丙酮、二甲苯中的一种；
有机溶剂C选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中的一种。
本发明还提供如上第一个目的所述的胆甾型液晶微滴在有机环境监测领域的应用。
本发明的有益效果如下：
本发明中提供的CLC微滴，由于有机溶剂对微滴聚合物网络的溶胀度和有机溶剂折射率的不同，实现了在不同的特定有机溶剂中，微滴中心点反射红、绿、蓝。CLC微滴在溶胀过程中会引起反射带隙的变化，进而造成CLC微滴中心反射色的变化。并且，将CLC微滴在有机溶剂-THF多次循环交替浸泡后，CLC微滴的中心反射色能够在两种颜色之间切换。该CLC微滴可用于有机环境检测方面。
本发明提供的该CLC微滴制备方法简单、成本低廉、适合大规模制备。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明实施例19制备的CLC微滴在几种具有不同溶解度参数的溶剂中，CLC微滴(初始状态下的直径为106.45μm)在反射模式下的POM图像以及带隙位置的总结。
图2示出本发明实施例20制备的CLC微滴在多次交替循环浸泡在吡啶-THF、丙酮-THF、环己烷-THF中的过程中，CLC微滴在反射模式下的POM图像的总结。
图3示出本发明实施例20制备的CLC微滴在多次交替循环浸泡在吡啶-THF、丙酮-THF、环己烷-THF中的过程中，CLC微滴的反射光谱和带隙位置图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
根据本发明的一个具体实施方式，提供一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴，该微滴的中心点反射颜色为橙黄色；
所述微滴为通过包含反应性手性掺杂剂、可光聚合单体、非反应性液晶分子和光引发剂的原料经光聚合得到；且所述反应性手性掺杂剂经所述光聚合反应后通过化学键存在于所述微滴的结构中。
手性掺杂剂对液晶分子的螺旋扭曲能力称为螺旋扭曲力(helical twistingpower，HTP)，这个系数主要取决于手性掺杂剂本身的性质。将手性掺杂剂掺入到向列相液晶中，均匀混合之后得到的就是CLC。CLC的螺旋螺距P取决于手性掺杂剂的HTP值和浓度。P值的计算方法是：
Figure BDA0002963152760000031
其中，P是螺旋螺距，c是手性掺杂剂的浓度分数，HTP是螺旋扭曲力数值。
为了使光聚合前的CLC混合物的反射禁带处于反射红色的范围内，选取手性掺杂剂的浓度为3.9-4.1wt％。
示例性的，所述手性掺杂剂包括但不限于选自手性掺杂剂LC 756。反应性手性掺杂剂需要兼具两个功能，一个是作为手性剂，以诱导胆甾型液晶的形成；另一个是作为交联剂，在紫外光聚合后，能够存在于聚合物网络中，保证在溶剂萃取出非反应性液晶分子后仍然能够产生手性聚合物网络。
本实施方式中，所述胆甾型液晶微滴的粒径优选为106.45μm。微滴粒径太小，相应的，具有反射色的中心点也小，不易在显微镜下观察。微滴粒径太大，显微镜同一倍数下，很难捕捉到相同个数的微滴。
本实施方式中，胆甾型液晶微滴在不同有机溶剂中的中心点反射波长(λcentral)位于418-638nm，中心点呈现出红、绿、蓝反射。所述有机溶剂选取无水甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷、吡啶、喹啉、苯胺、四氢呋喃、二甲苯中的一种。
具体地，该胆甾型液晶微滴在吡啶、喹啉、苯胺中呈红色；在THF、丙酮、二甲苯中呈绿色；而在甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中呈蓝色。
在一个优选示例中，所述可光聚合单体选自RM257、C6M中的一种或几种。可光聚合单体RM257含有2个丙烯酸酯基团，光聚合后可形成3D聚合物网络。
在又一个优选示例中，所述非反应性液晶分子选自液晶5CB。5CB中含有特征官能团-CN，其拉伸振动峰位于2226cm-1，易于表征CLC微滴在经过有机溶剂浸泡后的结构变化。
可光聚合单体在室温下是固体颗粒状的粉末，与非反应性液晶分子混合后，形成粘稠的液体混合物。若混合物的黏度太高，影响CLC微滴的形成，因此，适量含量的可光聚合单体和非反应性液晶分子是必需的。选取原料中可光聚合单体的质量分数为5-45wt％，室温下呈现液晶态的小分子液晶的质量分数为49.9-90.1wt％。
在一个优选示例中，所述光引发剂选自651光引发剂、2959光引发剂、369光引发剂中的一种或几种。
在又一个优选示例中，所述原料中包含：3.9-4.1份反应性手性掺杂剂、5-45份可光聚合单体、49.9-90.1份非反应性液晶分子和1份光引发剂，其中，前述各组分的总量为100质量份。
本实施方式中，还可优选地，原料中包含PVA水溶液。
本发明的又一个具体实施方式提供如上所述的基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴的制备方法，该方法包括如下步骤：
将反应性手性掺杂剂、可光聚合单体、非反应性液晶分子和光引发剂混匀，得胆甾型液晶混合物；
将所述胆甾型液晶混合物微球化，形成液滴；
将该液滴进行紫外光照，得所述胆甾型液晶微滴。
在一个优选示例中，所述混匀的方法为：将反应性手性掺杂剂、可光聚合单体、非反应性液晶分子和光引发剂溶解于二氯甲烷中，加热搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。
在一个优选示例中，所述微球化的方法包括如下步骤：
以所述胆甾型液晶混合物为分散相，以PVA为连续相，混合，乳化形成液滴。
其中，PVA以PVA水溶液的形式存在。PVA是一种可以促进液晶分子沿液滴的切线方向平面取向的水溶性聚合物。PVA水溶液可使胆甾型液晶取向，使胆甾型液晶分子沿径向产生螺旋结构，也就是，螺旋轴沿径向方向。PVA水溶液不仅可以促进液晶分子在液滴表面的平面锚固，从而使胆甾型液晶液滴的螺旋轴垂直于液滴表面；而且，PVA水溶液还可以作为一种乳化剂，使制备出的胆甾型液晶微滴稳定地分散在其中，有效地防止胆甾型液晶液滴之间发生互相融合，防止聚结。采用的PVA水溶液浓度为5-20wt％。
本实施方式中，优选地，混合过程中，所述分散相的流速为0.5-2.5mL/h，连续相的流速为2-4mL/h。
由于胆甾型液晶混合物的黏性较大，不利于连续相PVA水溶液对它进行剪切，容易整股流出，因此需要使用加热台来控制温度，以调节作为分散相的胆甾型液晶混合物的黏度。对于胆甾型液晶混合物来说，温度越高黏度越低，流动性越好，但在制备过程中温度不适合太高。本实施方式中，所述乳化的温度优选为40-70℃。
在一个优选示例中，所述微球化的过程在微流控装置中进行。所述微流控装置可优选为通过包括如下步骤的方法制备得到：
用拉针仪将外径0.96±0.01mm，内径0.55±0.01mm的圆柱形的硅硼毛细管逐渐拉细；
用砂纸打磨被拉细的圆柱形的硅硼毛细管尖端至其分别具有100-150μm和200-350μm的锥形末端孔口；
具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管用清水冲洗并用氮气吹干干燥以除去灰尘；
具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管插入内径1mm，外径1.4mm的玻璃方管中，这2个具有锥形末端孔口的圆柱形毛细管在方形毛细管中同轴组装，以实现锥形末端孔口到锥形末端孔口的对齐，并控制这2个锥形末端孔口之间的距离为50-250μm。采用该方法制备得到的微流控装置在制备液滴时，可制备得到组分、粒度大小更均一的液滴。
在又一个优选示例中，采用该微流控装置将胆甾型液晶混合物微球化的方法包括如下步骤：
(1)用针管吸取5mL所述胆甾型液晶混合物放置于注射泵通道1中，用针管吸收PVA水溶液放置于注射泵通道2中；
(2)盛装有所述胆甾型液晶混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接；盛装有浓度为5-20wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接；
(3)调节作为分散相的胆甾型液晶混合物的注射泵的流速为0.5-2.5mL/h；调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为2-4mL/h，加热台温度设置为40-70℃；
(4)胆甾型液晶混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC液滴。
优选地，步骤(1)中，胆甾型液晶混合物与PVA水溶液的添加量比为5ml：30ml。
优选地，步骤(3)中，由于作为分散相的胆甾型液晶混合物的黏性较大，不利于连续相PVA水溶液对它进行剪切，容易整股流出，因此需要使用加热台来控制温度，以调节分散相胆甾型液晶混合物的黏度。对于胆甾型液晶混合物来说，温度越高黏度越低，流动性越好，但在制备过程中温度不适合太高，以避免微流控装置上的胶水化开以及发生胆甾型液晶混合物的热聚合过程。需要将加热台的温度设置在40-70℃。
在一个优选示例中，所述紫外光照为在强度为50-250mW/cm2紫外灯下光照射500ms-5s。如果紫外光功率过低，则无法进行快速光聚合过程，容易导致相分离，以至于不能保持LC分子的平面排列。
本发明的又一个具体实施方式提供一种调节胆甾型液晶微滴的带隙的方法，该方法包括如下步骤：
将如上第一个目的所述的胆甾型液晶微滴置于有机溶剂中，实现对带隙的调节。
在一个优选示例中，所述有机溶剂选自吡啶、喹啉、苯胺、THF、丙酮、二甲苯、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中的一种。
具体地，该胆甾型液晶微滴在吡啶、喹啉、苯胺中呈红色；在THF、丙酮、二甲苯中呈绿色；而在甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中呈蓝色。
在一个优选示例中，将所述胆甾型液晶微滴交替置于下述有机溶剂A、有机溶剂B、有机溶剂C中，实现该微滴的中心点反射颜色在红色、绿色或蓝色中切换；
其中，有机溶剂A选自吡啶、喹啉、苯胺中的一种；
有机溶剂B选自THF、丙酮、二甲苯中的一种；
有机溶剂C选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中的一种。
也即，将该微滴置于有机溶剂A中时，中心点反射色为红色；将该微滴置于有机溶剂B中时，中心点反射色为绿色；将该微滴置于有机溶剂C中时，中心点反射色为蓝色。
本发明的又一个实施方式中，提供如上所述的胆甾型液晶微滴在有机环境监测领域的应用。
由于该胆甾型液晶微滴在如上所述的不同的有机溶剂中呈现出不同的颜色，从而可很好的用于有机环境监测中。
以下结合一些具体实施例对本发明的技术方案进行说明：
实施例1
1.微流控装置的制备
采用拉针仪将外径0.96±0.01mm，内径0.55±0.01mm的圆柱形的硅硼毛细管逐渐拉细。然后小心地用砂纸打磨被拉细的圆柱形的硅硼毛细管尖端至其分别具有100μm和200μm的锥形末端孔口。具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管用清水冲洗并用氮气吹干干燥以除去灰尘。具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管插入内径1mm，外径1.4mm的玻璃方管中。这2个具有锥形末端孔口的圆柱形毛细管在方形毛细管中同轴组装，以实现锥形末端孔口到锥形末端孔口的对齐，并控制这2个锥形末端孔口之间的距离为50μm。即可制备同轴组装的微流控装置。
2.反射红色的CLC混合物的制备
3.9质量份的手性掺杂剂、5质量份的反应性单体RM257、90.1质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为5wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为0.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为2mL/h。加热台温度设置为40℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为50mW/cm2紫外灯下光照射500ms。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例2
1.微流控装置的制备
采用拉针仪将外径0.96±0.01mm，内径0.55±0.01mm的圆柱形的硅硼毛细管逐渐拉细。然后小心地用砂纸打磨被拉细的圆柱形的硅硼毛细管尖端至其分别具有100μm和200μm的锥形末端孔口。具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管用清水冲洗并用氮气吹干干燥以除去灰尘。具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管插入内径1mm，外径1.4mm的玻璃方管中。这2个具有锥形末端孔口的圆柱形毛细管在方形毛细管中同轴组装，以实现锥形末端孔口到锥形末端孔口的对齐，并控制这2个锥形末端孔口之间的距离为60μm。即可制备同轴组装的微流控装置。
2.反射红色的CLC混合物的制备
3.9质量份的手性掺杂剂、10质量份的反应性单体C6M、85.1质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为5wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为0.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3mL/h。加热台温度设置为45℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为100mW/cm2紫外灯下光照射500ms。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例3
1.微流控装置的制备
采用拉针仪将外径0.96±0.01mm，内径0.55±0.01mm的圆柱形的硅硼毛细管逐渐拉细。然后小心地用砂纸打磨被拉细的圆柱形的硅硼毛细管尖端至其分别具有100μm和250μm的锥形末端孔口。具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管用清水冲洗并用氮气吹干干燥以除去灰尘。具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管插入内径1mm，外径1.4mm的玻璃方管中。这2个具有锥形末端孔口的圆柱形毛细管在方形毛细管中同轴组装，以实现锥形末端孔口到锥形末端孔口的对齐，并控制这2个锥形末端孔口之间的距离为70μm。即可制备同轴组装的微流控装置。
2.反射红色的CLC混合物的制备
3.9质量份的手性掺杂剂、25质量份的反应性单体RM257、70.1质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂369溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为10wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为2mL/h。加热台温度设置为50℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为100mW/cm2紫外灯下光照射500ms。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例4
1.微流控装置的制备
采用拉针仪将外径0.96±0.01mm，内径0.55±0.01mm的圆柱形的硅硼毛细管逐渐拉细。然后小心地用砂纸打磨被拉细的圆柱形的硅硼毛细管尖端至其分别具有125μm和250μm的锥形末端孔口。具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管用清水冲洗并用氮气吹干干燥以除去灰尘。具有锥形末端孔口的2个圆柱形的硅硼毛细管插入内径1mm，外径1.4mm的玻璃方管中。这2个具有锥形末端孔口的圆柱形毛细管在方形毛细管中同轴组装，以实现锥形末端孔口到锥形末端孔口的对齐，并控制这2个锥形末端孔口之间的距离为70μm。即可制备同轴组装的微流控装置。
2.反射红色的CLC混合物的制备
3.9质量份的手性掺杂剂、35质量份的反应性单体RM257、55.1质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂2959溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为10wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为2.5mL/h。加热台温度设置为45℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为100mW/cm2紫外灯下光照射1s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例5
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
3.9质量份的手性掺杂剂、25质量份的反应性单体C6M、70.1质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为5wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3mL/h。加热台温度设置为50℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为50mW/cm2紫外灯下光照射1s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例6
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4质量份的手性掺杂剂、5质量份的反应性单体RM257、90质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂2959溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为10wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3.5mL/h。加热台温度设置为50℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为50mW/cm2紫外灯下光照射1.5s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例7
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4质量份的手性掺杂剂、10质量份的反应性单体RM257、85质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为5wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为4mL/h。加热台温度设置为55℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为100mW/cm2紫外灯下光照射500ms。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例8
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4质量份的手性掺杂剂、14质量份的反应性单体C6M、81质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为10wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为2mL/h。加热台温度设置为60℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为100mW/cm2紫外灯下光照射1ms。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例9
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4质量份的手性掺杂剂、25质量份的反应性单体RM257、70质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂369溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为15wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3mL/h。加热台温度设置为65℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为150mW/cm2紫外灯下光照射1ms。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例10
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4质量份的手性掺杂剂、35质量份的反应性单体RM257、60质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为5wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3mL/h。加热台温度设置为70℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为50mW/cm2紫外灯下光照射1s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例11
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4质量份的手性掺杂剂、45质量份的反应性单体RM257、50质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂369溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为5wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3mL/h。加热台温度设置为60℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为150mW/cm2紫外灯下光照射1.5s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例12
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4.1质量份的手性掺杂剂、5质量份的反应性单体RM257、89.9质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为10wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3mL/h。加热台温度设置为50℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为190mW/cm2紫外灯下光照射1.5s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例13
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4.1质量份的手性掺杂剂、15质量份的反应性单体RM257、79.9质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂2959溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为15wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3.5mL/h。加热台温度设置为50℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为190mW/cm2紫外灯下光照射1.5s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例14
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4.1质量份的手性掺杂剂、25质量份的反应性单体RM257、69.9质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为15wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为2mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3.5mL/h。加热台温度设置为55℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为50mW/cm2紫外灯下光照射2s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例15
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4.1质量份的手性掺杂剂、35质量份的反应性单体RM257、59.9质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为10wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为2mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3mL/h。加热台温度设置为65℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为190mW/cm2紫外灯下光照射1s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例16
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4.1质量份的手性掺杂剂、15质量份的反应性单体C6M、79.9质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为20wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为2mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3.5mL/h。加热台温度设置为60℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为200mW/cm2紫外灯下光照射2s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例17
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4.1质量份的手性掺杂剂、10质量份的反应性单体RM257、84.9质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂2959溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为10wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为2.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3mL/h。加热台温度设置为70℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为200mW/cm2紫外灯下光照射1s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例18
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4.1质量份的手性掺杂剂、18质量份的反应性单体C6M、76.9质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为15wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为1.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为2.5mL/h。加热台温度设置为50℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为50mW/cm2紫外灯下光照射2s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
实施例19
1.微流控装置的制备同实施例4
2.反射红色的CLC混合物的制备
4.1质量份的手性掺杂剂、30质量份的反应性单体RM257、64.9质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为10wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为2.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为3.5mL/h。加热台温度设置为60℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为150mW/cm2紫外灯下光照射1s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
4.响应有机溶剂时的CLC微滴的中心点带隙调制作用
采用偏振光学显微镜和光纤光谱仪实时监测CLC微滴的中心点颜色变化和带隙位置变化。选择反射橙黄色的CLC微滴(带隙位置为572nm)作为起始样品进行测试，将CLC微滴放置于盛放有机溶剂的玻璃培养皿中，由于有机溶剂对CLC微滴的溶胀度不同，以及折射率的不同，CLC微滴的中心点反射色呈现出红、绿、蓝。制备的CLC微滴的中心色在吡啶、喹啉、苯胺中呈红色，在THF、丙酮、二甲苯中呈绿色，而在甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中呈蓝色。CLC微滴对各类有机溶剂响应时的中心点颜色调制变化和带隙位置调制变化如图1所示。CLC微滴经过有机溶剂浸泡后，表征其红外光谱，非反应性液晶分子5CB中的-CN在2226cm-1处的拉伸振动峰消失，表明5CB被完全去除，也就是说，在有机溶剂浸泡过程中，非反应性液晶分子被萃取出来。将置于有机溶剂中的CLC微滴采用显微镜观察，发现此时的CLC微滴相较于未置于有机溶剂中的CLC微滴，其直径发生变化，也就是说，在有机溶剂浸泡过程中，CLC微滴在有机溶剂中发生了溶胀或收缩。
实施例20
1.微流控装置的制备同实施例4。
2.反射红色的CLC混合物的制备：
4质量份的手性掺杂剂、30质量份的反应性单体RM257、65质量份的非反应性液晶分子5CB，1质量份的光引发剂651溶解于二氯甲烷中，置于50℃加热台上搅拌均匀，直至二氯甲烷挥发完全。即可制备反射红色的CLC混合物。
3.反射红色的CLC微滴的制备：
(1)用针管吸取5mL反射红色的CLC混合物放置于注射泵通道1中。用针管吸收30mLPVA水溶液放置于注射泵通道2中。
(2)盛装有反射红色的CLC混合物的针管的针头和微流控装置的左侧圆柱形的硅硼毛细管用PE管连接。盛装有浓度为20wt％PVA水溶液的针管的针头和微流控装置上的针头用PE管连接。
(3)调节作为分散相的CLC混合物的注射泵的流速为2.5mL/h。调节作为连续相的PVA水溶液的注射泵的流速为4mL/h。加热台温度设置为45℃。
(4)CLC混合物在液滴流模式下在具有小孔口的注射毛细管尖端处乳化成液滴，这些液滴流过带有大孔口的收集毛细管，用血亲瓶收集CLC微滴。收集得到的CLC微滴置于强度为250mW/cm2紫外灯下光照射2s。得到中心反射点为红色的CLC微滴。
4.响应有机溶剂时的CLC微滴的带隙调制性能的循环稳定性测试
采用偏振光学显微镜和光纤光谱仪联用实时监测CLC微滴的中心点颜色变化和带隙移动。选择反射橙黄色的CLC微滴(带隙为572nm)作为起始样品进行测试，将CLC微滴放置于盛放有机溶剂的玻璃培养皿中，经过3次充分浸泡洗涤后，由于有机溶剂对CLC微滴的溶胀度不同，以及折射率的不同，CLC微滴的中心点反射颜色呈现出红、绿、蓝。具体地，制备的CLC微滴的中心色在吡啶、喹啉、苯胺中呈红色，在THF、丙酮、二甲苯中呈绿色，而在甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中呈蓝色。
将CLC微滴放置于某一有机溶剂中时，表现为相对应的中心点反射颜色。紧接着，再次将CLC微滴放置于THF中，CLC微滴显示绿色中心点。具体地，UV聚合之前，CLC微滴的中心反射点为红色(λcentral＝664nm)。然后，UV聚合之后，CLC微滴的中心反射点为橙黄色(λcentral＝572nm)。由于在UV聚合过程中聚合物网络的收缩，CLC微滴的中心反射色蓝移。之后，CLC微滴被浸入某一种溶剂中，观察中心点反射色的变化。以吡啶-THF、丙酮-THF和环己烷-THF为例，首先，当将CLC微滴浸入吡啶中时，CLC微滴的中心反射点为红色。交替浸泡在THF中时，CLC微滴的中心反射点为绿色。再次使用吡啶和THF交替浸泡CLC微滴时，CLC微滴的中心反射点可以在红色和绿色之间切换。在吡啶-THF的四个交替循环浸泡中，CLC微滴的λcentral从638改变为541、635改变为545、633改变为550、632改变为537nm。类似地，当CLC微滴交替循环浸泡入丙酮-THF中时，中心反射点都为绿色。在丙酮-THF的四个交替循环浸泡中，λcentral分别从533改变为548，533改变为544、536改变为548、534改变为548nm。此外，当CLC微滴交替循环浸泡入环己烷-THF中时，中心反射点在蓝色和绿色之间切换。λcentral分别从440改变为548，440改变为544，447改变为552，437改变为551nm。总的来说，当使用某一种溶剂(丙酮、二甲苯除外)-THF交替循环浸泡CLC微滴时，CLC微滴的中心反射点的颜色可以在两种颜色之间可逆地切换，并保持了出色的循环稳定性。CLC微滴在某一种溶剂-THF之间可逆地切换中心点反射颜色如图2所示。可逆的切换中心点带隙位置如图3所示。
反复使用实施例1-20制备得到的胆甾型液晶微滴进行上述性能测试，结果均与上述相同。
对比例1
韩国Park课题组制备出由反应性RMM727和手性掺杂剂CB15组成的CLC液滴。其次，通过手性掺杂剂的萃取，得到固态CLC微滴。最后，固态CLC液滴在有机溶剂的刺激下，中心点带隙位置改变。此外，他们还通过调节水和甘油的混合比以及退火时间，采用微流控装置及随后的手性掺杂剂的萃取，仍然是三步法来实现CLC壳的中心点带隙位置的改变。
该方法中，采用商业上可用的可光聚合单体RMM727和非反应性手性掺杂剂CB15，通过流动聚焦微流控装置制备得到O/W型CLC单分散液滴。通过紫外光固化和非反应性手性掺杂剂CB15萃取(采用丙酮萃取)，CLC液滴转化为CLC固态液滴。在CLC固体液滴组成结构中，向列相液晶混合物仍然存在。进一步地，CLC固体颗粒在有机溶剂作用下，表现出良好的膨胀行为，此膨胀行为改变了CLC液滴中心点颜色和由光子交叉通讯引起的点的颜色。采用以上相同的原料，通过流动聚焦和共流结合的微流控装置制备得到W/O/W型CLC液滴。通过紫外光固化和非反应性手性掺杂剂CB15萃取(采用丙酮萃取)，CLC液滴转化为CLC固体壳。在CLC固体壳组成结构中，向列相液晶混合物也仍然存在。进一步地，在有机溶剂刺激下，即使在提取了手性掺杂剂后，CLC固体壳仍具有良好的螺旋光子结构，即：中心点颜色和由光子交叉通讯引起的点的颜色仍然存在。并且，壳层的存在为CLC固体壳对微型材料的封装或释放提供条件。
然而，本发明制备的CLC微滴与上述对比例1制备的CLC固体微滴或CLC固体壳在组成结构上有本质的不同。上述制备的CLC固体微滴或CLC固体壳中包含向列相液晶混合物，不包含手性掺杂剂。本发明制备的CLC微滴包含手性掺杂剂，不包含非反应性液晶分子。这就导致上述制备的样品既具有中心点反射，又具有光子交叉通讯，而本发明制备的样品只有中心点反射，而没有光子交叉通讯。另外在制备方法上也具有很大区别，上述方法制备的样品对溶剂的响应是在手性掺杂剂被萃取之后，也就是说，分子萃取和溶剂响应是分开的；本发明制备的样品对溶剂的响应是在非反应性液晶分子被萃取的过程中，也就是说，分子萃取和溶剂响应是同时的。由此可见，本发明制备溶剂响应型CLC微滴的方法简便。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种基于分子萃取和溶剂溶胀同时作用地带隙可调制的胆甾型液晶微滴，其特征在于，所述微滴的中心点反射颜色为橙黄色；
所述微滴为通过包含反应性手性掺杂剂、可光聚合单体、非反应性液晶分子和光引发剂的原料经光聚合得到；且所述反应性手性掺杂剂经所述光聚合反应后通过化学键存在于所述微滴的结构中；
所述微滴的粒径为92-149μm；
所述反应性手性掺杂剂选自手性掺杂剂LC 756；
所述原料中，反应性手性掺杂剂的浓度为3.9-4.1wt%；
所述可光聚合单体选自RM257、C6M中的一种或几种；
所述非反应性液晶分子选自液晶5CB；
所述光引发剂选自651光引发剂、2959光引发剂、369光引发剂中的一种或几种；
所述原料中包含：3.9-4.1份反应性手性掺杂剂、5-45份可光聚合单体、49.9-90.1份非反应性液晶分子和1份光引发剂，其中，前述各组分的总量为100质量份。
2.如权利要求1所述的胆甾型液晶微滴的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将反应性手性掺杂剂、可光聚合单体、非反应性液晶分子和光引发剂混匀，得胆甾型液晶混合物；
将所述胆甾型液晶混合物微球化，形成液滴；
将该液滴进行紫外光照，得所述胆甾型液晶微滴。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述紫外光照强度为50-250 mW/cm2，紫外灯下光照射500 ms-5 s。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述微球化的方法包括如下步骤：
以所述胆甾型液晶混合物为分散相，以PVA为连续相，混合，乳化形成液滴。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合过程中，所述分散相的流速为0.5-2.5 mL/h，连续相的流速为2-4 mL/h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述乳化的温度为40-70℃。
7.一种调节胆甾型液晶微滴的带隙的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将如权利要求1所述胆甾型液晶微滴置于有机溶剂中，实现对带隙的调节。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自吡啶、喹啉、苯胺、THF、丙酮、二甲苯、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中的一种。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述胆甾型液晶微滴交替置于下述有机溶剂A、有机溶剂B、有机溶剂C中，实现该微滴的中心点反射颜色在红色、绿色或蓝色中切换；
其中，有机溶剂A选自吡啶、喹啉、苯胺中的一种；
有机溶剂B选自THF、丙酮、二甲苯中的一种；
有机溶剂C选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己烷、环己烷、正十二烷中的一种。
10.如权利要求1所述胆甾型液晶微滴在有机环境监测领域的应用。
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