乙烯微球，形成圖案化的聚苯乙烯微球陣列，再利用金屬噴鍍技術(shù)，在模板上鍍上金、銀等金屬層，形成圖案化的金屬納米結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可利用硬質(zhì)基材得到硬質(zhì)防偽標(biāo)識(shí)，也可利用有粘性的材料，將上述聚苯乙烯微球模板轉(zhuǎn)移至柔性基材，制備柔性防偽標(biāo)識(shí)。
[0052]如圖1所示，揭示有圖案化金屬納米復(fù)合材料的外觀圖，于本實(shí)施例中，從左到右依次采用5X5方塊陣列、一徽標(biāo)、二維碼的圖案設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)用上亦可為任何文字、形狀、圖像。如圖1所示，該防偽標(biāo)識(shí)由基材1，圖案化聚苯乙烯球陣列2，金屬層3組合而成，其中圖案化金屬和納米復(fù)合結(jié)構(gòu)可結(jié)合于硬質(zhì)或柔性基材上，在可見/近紅外光下，可產(chǎn)生表面等離子體共振現(xiàn)象(見圖6)，形成的色彩斑斕且清晰可辨的圖案，同時(shí)該材料具有表面增強(qiáng)拉曼散射活性。
[0053]本發(fā)明的實(shí)施例如下:
[0054]實(shí)施例一(如圖2所示):
[0055](I)基材清洗:將玻璃片或硅片經(jīng)Piranha洗液(濃硫酸/雙氧水，4:1，60°C，20min)清洗和親水處理(雙氧水/水/濃氨水，I:5:1, 60min)后待用；
[0056](2)聚苯乙烯球陣列制備:將上述清洗好的基材表面至于水平平臺(tái)上，加入一定量的水，形成的覆蓋整個(gè)基材表面的水膜。在水膜氣/液體界面上，利用注射栗和微量注射器，以10至30 μ L/min速度緩慢注入直徑200至100nm的單分散聚苯乙烯球懸浮液(含有10至20%乙醇)。待水膜蒸發(fā)后，可形成緊密排布的聚苯乙烯微球陣列(見圖4);
[0057](3)圖案化聚苯乙烯微球模板制備利用激光雕刻將玻片/硅片表面多余的聚苯乙烯微球蒸發(fā)，形成具有圖案的聚苯乙烯微球陣列模板:如圖2所示，通過透鏡6觀察，根據(jù)所要形成的圖案設(shè)計(jì)將激光器5對(duì)準(zhǔn)需要去除聚苯乙烯微球的地方，計(jì)算機(jī)7連接激光器5進(jìn)行控制，從而去除不需要的聚苯乙烯微球。
[0058](4)鍍膜利用熱蒸鍍方式在上述模板上鍍上一層10nm銀膜，最終形成的本發(fā)明如圖5所示。
[0059](5)驗(yàn)證:所形成的金屬/聚苯乙烯復(fù)合納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，可產(chǎn)生色彩斑斕的結(jié)構(gòu)光，形成清晰可辨的圖案(見圖11)，公眾辨識(shí)。因結(jié)構(gòu)光不能被化學(xué)染料模擬，該圖形很難被仿造或篡改，具有很好防偽能力。
[0060]同時(shí)，由于該結(jié)構(gòu)具有表面增強(qiáng)拉曼散射活性，上述防偽標(biāo)識(shí)材料加入特定機(jī)物分子，該有分子拉曼信號(hào)可作為一個(gè)隱藏驗(yàn)證信息，以實(shí)現(xiàn)更高的防偽等級(jí)。該加密信息僅可由曼光譜儀讀取，同時(shí)由于每個(gè)分子的拉曼光譜均是獨(dú)一無二的(光譜指紋，結(jié)晶紫、羅丹明B、孔雀石綠、吡啶的拉曼光譜圖分別見圖7?10所示)，該加密信息很難被偽造。例如，如圖12所示，可以使用噴墨打印機(jī)，將無色有機(jī)分子印刷在本產(chǎn)品表面，作為隱藏的驗(yàn)證信息“ABC”。該驗(yàn)證信息肉眼不可見(見圖12左)，但可以使用拉曼成像技術(shù)讀取該驗(yàn)證信(見圖12右)。
[0061]上述隱藏在本產(chǎn)品表面的的驗(yàn)證信息可以是任何文字、形狀、圖像，或者任何有機(jī)物分子及其混合物的拉曼光譜信息(圖7?10)。
[0062]實(shí)施例二:
[0063]如圖3，也可利用有粘性的材料將上述聚苯乙烯模板轉(zhuǎn)移至具有粘性的柔性基材8上，形成柔性的圖案化金屬納米復(fù)合防偽材料，具體操作如下:步驟(I)至(3)同上，將聚丙烯酸脂膠帶粘合在制備好的聚苯乙烯球模板上，輕壓后剝離，聚苯乙烯球模板可被轉(zhuǎn)移至這些柔性材料上。經(jīng)鍍膜后，可制備柔性的圖案化金屬納米復(fù)合防偽材料。
[0064]實(shí)施案例三:
[0065]上述實(shí)施例中，以200厚銀膜為例制作本產(chǎn)品，也可以利用其他可產(chǎn)生表面等離子體共振的效應(yīng)薄膜制備本產(chǎn)品。如圖1la所示，此薄膜可以是Au、Ag、Pt、Cu、Al、Cr純金屬，或上述金屬的混合金屬層(圖1lb),或非金屬(Si02、T12)和金屬的復(fù)合鍍層(圖He)，或非金屬和金屬的多層復(fù)合鍍層，總厚度在20至100nm之間。
[0066]雖然本發(fā)明已以具體實(shí)施例揭示，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋的范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)，其特征在于包括: 基材(I)，采用硬質(zhì)或柔性材料； 以及圖案化的金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，形成于基材上，包括: 聚苯乙烯微球陣列(2)，覆于基材表面， 金屬層(3)，鍍于聚苯乙烯微球陣列上以包覆。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)，其特征在于: 還包括有機(jī)物分子層，形成于金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)，其特征在于: 所述的有機(jī)物分子層采用具有拉曼散射活性的特定有機(jī)物的組合。4.一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)制作方法，其特征在于: 在硬質(zhì)或柔性材料的基材(I)上構(gòu)建圖案化的金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，通過金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)特有的表面等離子體共振產(chǎn)生色彩斑斕的結(jié)構(gòu)光，形成具有圖案清晰可辨的防偽標(biāo)識(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)制作方法，其特征在于: 構(gòu)建圖案化的金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)具體為:采用自組裝方式在硬性材料的基材(I)上覆于一層以單分散聚苯乙烯球緊密排列的聚苯乙烯微球陣列(2)，再利用激光雕刻方式去除不需要的聚苯乙烯球形成具有所需圖案的聚苯乙烯微球陣列，再以鍍膜方式在聚苯乙烯微球陣列上鍍一層金屬層(3)，形成圖案化的金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)制作方法，其特征在于: 構(gòu)建圖案化的金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)具體為:采用自組裝方式先在硬質(zhì)材料的基材(I)上覆于一層以單分散聚苯乙烯球緊密排列的聚苯乙烯微球陣列(2)，再利用激光雕刻方式去除不需要的聚苯乙烯球形成具有所需圖案的聚苯乙烯微球陣列，再將柔性材料的基材(I)具有粘性的一面粘合在聚苯乙烯微球陣列上，輕壓后剝離將其轉(zhuǎn)移到柔性材料的基材(I)上，再以鍍膜方式在聚苯乙烯微球陣列上鍍一層金屬層(3)，形成在柔性基材上圖案化的金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)制作方法，其特征在于: 所述的基材(I)上的聚苯乙烯微球陣列采用以下方式形成:基材(I)清洗后親水處理，置于水平平面上在上表面加水形成覆蓋整個(gè)基材(I)表面的水膜(4)，在水膜(4)的氣液體分界面上，利用注射栗和微量注射器，注入單分散聚苯乙烯球懸浮液，待水膜蒸發(fā)后得到緊密排布的聚苯乙烯微球陣列(2)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)制作方法，其特征在于:進(jìn)一步在所述圖案化的金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)上滴加具有拉曼散射活性的的特定有機(jī)物分子，具有拉曼散射活性的的特定有機(jī)物分子為多種具有拉曼散射活性的有機(jī)物組合。9.根據(jù)權(quán)利要求5?7所述的一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)制作方法，其特征在于:所述單分散聚苯乙烯球的直徑為200至2000nm。10.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的防偽標(biāo)識(shí)和權(quán)利要求4?7所述的制作方法，其特征在于:所述金屬層(3)是金屬鍍層或非金素和金屬的復(fù)合鍍層，總厚度在10至100nm之間。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖案化金屬納米復(fù)合材料的防偽標(biāo)識(shí)及其制作方法。包括采用硬質(zhì)或柔性材料的基材以及形成于基材上的圖案化的金屬和聚苯乙烯球復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，其包括覆于基材表面的聚苯乙烯微球陣列和鍍于聚苯乙烯微球陣列上的金屬層，通過表面等離子體共振現(xiàn)象可產(chǎn)生色彩斑斕的結(jié)構(gòu)光，形成清晰可辨的圖案標(biāo)識(shí)；進(jìn)一步加入具有拉曼散射活性的特定有機(jī)物組合用于在更高的防偽等級(jí)的隱藏或讀取加密信息。本發(fā)明材料作為防偽標(biāo)識(shí)材料，可實(shí)現(xiàn)有多重防偽特征，具有防偽等級(jí)高、使用方便等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于制藥、食品、飛機(jī)零部件、汽車零部件、名牌服裝、奢侈品、藝術(shù)品等行業(yè)。
【IPC分類】G09F3/02
【公開號(hào)】CN105206175
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510696536
【發(fā)明人】劉湘江, 楊丹婷, 謝麗娟, 應(yīng)義斌
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日