[發明專利]多元不對稱微球和異質微球殼的制備方法

無效

• 申請號: 201210062852.4
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102583226A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張剛;于也
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;劉喜生

技術領域

本發明屬于材料科學領域，具體涉及一種多元金屬不對稱微球及異質金屬微球殼的制備方法。

背景技術

不對稱微球的制備及應用研究，已經成為材料科學領域一個獨立而重要的分支。由于不對稱微球多種組分的協同作用，其常常表現出特別的優異性質，在許多領域都有著廣泛的應用，例如高級結構的自組裝(Chen，Q.；Bae，S.C.；Granick，S.Nature?2011，469，381)、表面等離子體共振器件(Lassiter，J.B.；Knight，M.W.；Mirin，N.A.；Halas，N.J.Nano?Lett.2009，9，4326)。在過去幾年里，人們除了發展已有的技術外，創造了很多新穎的技術來制備不對稱微球。

隨著微納米技術的高速發展，人們除了對傳統意義的微納結構繼續進行深入系統的研究外，更多的開始著眼于微納結構功能性的集成和多元化。不對稱微粒以其自身的各向異性優勢，多組分共同作用的特點具有實現這一目標的能力，成為了人們關注的焦點之一。然而，傳統方法制備的不對稱微粒結構簡單，所提供的特征區域有限，功能性組分單一，很難滿足需要；制備新穎的，結構穩定的，并且能靈活集成各種光學，電學，磁學性能的不對稱微粒是非常有意義的。

發明內容

本發明的目的是提供一種步驟簡單、低耗、修飾區域可控和有很好穩定性的多元不對稱微球及異質微球殼的制備方法。

我們的方法涉及以改良的微接觸印刷技術制備單層非密堆積的二氧化硅膠體晶體，結合角度可控的沉積及刻蝕技術來制備不對稱微球及異質微球殼。整個過程操作簡便，過程低耗清潔，可控性高，并且不對稱微球和異質微球殼均有很好的穩定性。通過調控非密堆積膠體晶體的周期、沉積角度和次數、沉積材料的種類可以簡單的制備多種材料復合的多種不對稱微球，通過對原始的二氧化硅微球模板進行化學刻蝕即可得到相應的異質微球殼。利用我們的方法制備的不對稱微球及異質微球殼，無論在科學研究中還是在實際應用中都具有重要的意義。

本發明以制備一部分微球區域修飾有部分交疊多元金屬半球殼，其余部分微球區域為裸露二氧化硅的不對稱微球以及相應的異質金屬微球殼為例。

1、具有部分交疊多元金屬半球殼的不對稱微球的制備方法，具體步驟如下：

1)取5～20mL濃度為1～5wt％的二氧化硅膠體微球的乙醇分散液，攪拌下加入0.5～1mL、1～3vt％的十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液，磁力攪拌6～8h后，用乙醇進行3～4次離心清洗以除去未反應的十八烷基三氯硅烷及甲苯，最后分散在乙醇中，得到表面修飾有十八烷基三氯硅烷的二氧化硅膠體微球的乙醇分散液，濃度為1～5wt％，二氧化硅膠體微球的表面性質為疏水；在培養皿中注滿去離子水，然后用一次性注射器吸取0.1～0.5mL上述二氧化硅膠體微球的乙醇分散液，緩慢滴到培養皿中空氣-去離子水的界面上，靜置10～30s，再沿培養皿側壁滴加50～200μL、濃度為5～10wt％的表面活性劑的水溶液(如十二烷基硫酸鈉的水溶液等)，使二氧化硅膠體微球緊密地堆積成單層；再以親水硅片為基底，伸入到水面以下，從單層微球下方緩慢向上提起，置于斜面自然干燥，從而在硅片上得到單層緊密堆積的二氧化硅膠體晶體；