[發明專利]一種基于無機小分子鹽的金納米棒手性自組裝材料制備方法

有效

• 申請號: 201210389045.3
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102896325A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 胥傳來;馬偉;匡華;徐麗廣;王利兵;朱穎越;趙媛;劉麗強
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00;G01N21/21
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

本發明是一種基于無機小分子鹽的金納米棒自組裝，具有等離子旋光特征的新型材料制備方法，。

背景技術

納米技術和納米材料的持續發展，推動了納米光學的不斷進步和創新，研究各種納米材料及組裝光學性質及應用是當今納米技術發展的重大方向和科學問題，各種新型納米科學問題與現象的提出表現出納米材料相比于傳統材料的優越性質。貴金屬納米光學在納米材料和納米組裝領域非?；钴S的一個熱點前沿，尤其是納米粒子的可控組裝縮表現出的新型光學現象極為重要。金納米棒，由于其特殊的物理性質，各向異性的等離子共振本質，其在縱向共振峰表現出非常強的電子震蕩耦合，金納米棒在生物傳感器、材料學及生物醫學等領域有很廣泛的應用。金納米棒的組裝所表現出的性質，特別是特殊光學性質，是近年來貴金屬納米光學領域研究的熱點，利用無機小分子鹽進行金納米棒的組裝，其表現的手性特征全部來自于金納米棒的各向異性耦合產生，無機小分子對于此手性的產生不會有任何影響，而是提供了有效的組裝促發劑，基于無機小分子鹽的金納米棒手性組裝是至今為止未有報道的新型組裝方法，是無機分子化學和現代納米技術的完美結合。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于無機小分子碳酸鈉的高效進行金納米棒組裝的簡便，可控的新型方法，制備出一種具有等離子旋光特征的新型光學材料。

本發明的技術方案：一種基于無機小分子鹽的金納米棒手性自組裝材料制備方法，具有等離子共振耦合性質，并且表現出最大吸收波長強度和位置動態變化特征，內容包括，金納米棒的制備，金納米棒的處理，碳酸鈉控制金納米棒組裝，組裝產物的表征；

（1）金納米棒的制備

金納米棒的制備是利用金種子生長法，金種子的合成：將2.5mL的0.0005M的氯金酸HAuCl₄溶于2.5mL的0.2M的十六烷基三甲基溴化銨CTAB中，混合均勻，將0.3mL新配置、預冷的0.01M的硼氫化鈉溶液快速加到上述溶液中，并強力混合2min，然后室溫25℃放置2h，得金種子；

金納米棒的生長，生長溶液的配置：將0.15mL、0.004M的AgNO₃，5mL、0.001M的HAuCl₄溶液加到5mL、0.2M的CTAB中，然后加入70μL的0.0788M的Vc，充分還原2min，加入12μL上述配置的金種子，充分攪拌20s后，于25℃靜置，待用；

（2）金納米棒的處理

合成的金納米棒，濃度測定為0.24nM，進行10000r/min離心10min，離心沉淀物重懸于超純水中，靜置待用；

（3）碳酸鈉控制金納米棒組裝

該組裝過程具有動態旋光和吸收性質，隨著組裝時碳酸鈉終濃度的增加，組裝體吸收性波長藍光波段移動，相應地園二色譜也表現出藍移特性，并且園二色譜圖表現出特征的“S”形曲線，這些性質是可控組裝的一個重要特征；

配置2.92mg/mL碳酸鈉溶液，加入到系列金納米棒溶液中，使碳酸鈉終濃度分別為1.1nM，13.9nM，40.4nM，78.1nM，125.8nM，182.6nM，247.7nM，320.2nM，加完碳酸鈉溶液后混勻，組裝產物進行結構和光譜表征；

（4）組裝產物的表征

金納米棒的組裝產物，進行園二色譜CD，紫外光譜，投射和掃描電鏡進行表征；波長設置為200nm-1000nm，投射和掃描電鏡對二聚體、多聚體進行結構表征；

（5）手性二聚體園二色譜的理論計算

基于無機鹽小分子的金棒可控組裝的另一個特征是該組裝體金納米棒之間是非平行的，即存在角度，這也是該組裝體存在手性的本質，有角度的組裝體等離子共振表現為不同金納米棒的激發偶極距相互偶合，產生對光的旋轉從而產生手性；

金納米棒的二聚體間距利用三維重建電鏡結果進行表征，距離為9.1nm，同時進行手性理論計算：設置該距離為理論計算的二聚體間距，利用理論計算，設置二聚體角度2度-20度，按照計算和實驗的出峰波長符合度，得到14度為實驗最佳符合結果；金納米棒材料設置通過定義其介電常數實部和虛部，得到該材料的光譜特性；計算用金納米棒長徑比來自于實驗用金納米棒，長徑比為2.4；

（6）左右旋對映體比例的計算