摘要：现代作战环境是复合场景的变化,通过迷彩防伪技术提供单一的保护色已经不能适应目前的多场景作战的需求,因此开发一种能够随外部环境变化的自适应器件有着很重要的发展意义。目前常见的变色材料有光敏变色材料、温敏变色材料。光敏变色材料抗氧化性较差,抗疲劳性低,且受温度影响较大;而温敏变色材料变色具有滞后性,不能迅速变色。目前正在研究的温敏反应光子晶体材料可以通过在1-10 min内改变晶格间距去控制自身色彩的改变,但是温敏响应的光子晶体材料较慢的响应速度影响了其使用性能,制备变色速度较快的温敏变色材料仍是一个巨大的挑战。因此根据以上问题,本文重点研究了快速响应的温敏光子晶体材料,具体工作内容包括:首先,本文以N,N-二甲基十二烷基氧化胺(C12DMHO)为基本单元制备了一种快速响应的温敏光子晶体水凝胶,并结合集成电加热板制备自适应结构色器件,拓宽了其在迷彩防伪领域的应用。C12DMHO是一种表面活性剂,能够在水中层层堆叠形成有序结构,从而可以产生靓丽的结构色。在其中引入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、双丙酮丙烯酰胺(DMAA)、丙烯酰胺(AM),在紫外照射条件下聚合形成了温敏结构色水凝胶。将温敏结构色水凝胶与点阵式柔性电加热板结合,制备了自适应光子晶体结构色器件。通过将上述可聚合单体PNIPAM、DMAA、AM比例的调整,材料的响应温度可在0～80℃范围内调节。当材料中单体含量为PNIPAM 0.2 g、DMAA 0.2 g、AAM 0.05 g、MBAA 50mg时,响应的温度范围为24-30℃,结构色可以快速、动态可逆的在可见光区变化。利用结构色器件的温敏响应特征,通过调控点阵温度区域,可以清楚显示相应的图案,从而初步实现自适应迷彩的效果。其次,以羟丙基纤维素(HPC)为原料,制备出以HPC为基本单元的温敏型液晶光子晶体。通过HPC、NIPAM进行紫外聚合,制备了一系列基于HPC的温敏型液晶光子晶体水凝胶,在20-40℃温度范围内实现可见光区的颜色变化,随着HPC比例的升高,相应的波长范围发生红移,当HPC比例为50%,对应变色的波长范围为530-670 nm。此外,由于HPC良好的保水性,温敏型液晶材料相比于水凝胶的稳定性能提升了一倍以上。将上述温敏型液晶光子晶体水凝胶与集成电路热管理器件结合制备出了自适应结构色器件。基于HPC温敏型光子晶体良好的热学响应特性与集成电路能独立输出稳定温度区间的性能,通过调节输入信号调节加热板的输出温度,温敏变色材料显示出相应的色彩图案。点阵电加热版材质柔软、贴合皮肤,利于人体穿戴。基于自适应结构色器件能将输入的信号可视化,相应温度区间与人体温度相适应等性能,在可穿戴迷彩防伪方面有着广阔的应用前景。 还原