[發明專利]一種基于氣體模版組裝納米材料的方法及其制品和應用

有效

• 申請號: 201610416478.1
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN106082118B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 黃占東;李正;蘇萌;宋延林
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82B1/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 劉兵,嚴政

1.一種基于氣體模版組裝納米材料的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

1)制備表面具有圖案化結構的基材；

2)將所述表面具有圖案化結構的基材和表面平整的基材分別作為下基底和上基底組成氣泡生成體系；

3)在所述氣泡生成體系中填充含有微小氣泡的納米材料組裝液，并通過微小氣泡的融合，形成圖案化二維氣泡陣列；

4)去除所述納米材料組裝液中的溶劑，納米材料在上基底上以圖案化二維氣泡陣列為模板組裝；

其中，所述表面具有圖案化結構的基材的圖案化結構為柱狀陣列結構或錐狀陣列結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述含有微小氣泡的納米材料組裝液通過物理方法或化學方法產生。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述物理方法為流體聚焦法或超聲波法。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述化學方法為能夠產生氣體的化學反應方法。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述化學方法為選自過氧化氫或過氧化脲的催化分解、硼氫化物的水解反應、碳酸鹽的酸解反應和碳酸氫鹽的酸解反應的一種或多種。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的方法，其中，所述組裝液包含納米材料、溶劑和表面活性劑。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述納米材料組裝液中的納米材料的含量為0.01-50質量％。

8.根據權利要求6所述的方法，其中，所述納米材料為選自膠體微球、納米顆粒、納米線、碳納米管和石墨烯中的一種或多種。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述納米顆粒為選自鉑、金、銀、銅、氧化鋅、氧化鐵、四氧化三鐵、二氧化鈦、二氧化硅、CdTe量子點中的一種或多種。

10.根據權利要求6所述的方法，其中，所述納米材料為選自以PS納米微球或無機納米球為核，核外包覆鉑殼、金殼、銀殼、銅殼、DNA分子、有機熒光分子、功能小分子或者功能高分子的核殼結構納米顆粒。

11.根據權利要求6所述的方法，其中，所述的溶劑為選自水、甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、異丙醇、二甘醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇芐醚、糠醇、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、三甘醇甲醚、雙丙酮醇、十三醇、十四醇、鄰苯二甲酸二辛酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環己酮、二甲苯、聯二環己烷、環己烷、正丁醇、丁酮、鄰苯二甲酸二甲酯和山梨糖醇中的一種或多種。

12.根據權利要求6所述的方法，其中，所述的表面活性劑為選自陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑和非離子表面活性劑中的一種或多種。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述陰離子表面活性劑為選自十二烷基苯磺酸納、十二烷基硫酸鈉和硬脂酸中的一種或多種；所述陽離子表面活性劑為季銨化合物；所述兩性離子表面活性劑為選自氨基酸型兩性離子表面活性劑、甜菜堿型兩性離子表面活性劑、聚丙烯酰胺和卵磷脂中的一種或多種；所述非離子表面活性劑為選自脂肪酸山梨坦、脂肪酸甘油酯和聚山梨酯中的一種或多種。

14.根據權利要求1所述的方法，其中，所述氣泡生成體系為密閉的或開放的。

15.根據權利要求1或14所述的方法，其中，所述表面具有圖案化結構的基材通過在選自硅片、鋁片、銅片、PDMS膜、PET膜、PMMS膜和PU膜中的一種的基材上形成圖案化結構而得到。

16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述表面平整的基材是具有平整表面的硅片、石英片、鐵片、銅片、鋁片、聚硅氧烷片和橡膠片中的一種。

17.根據權利要求1所述的方法，其中，所述表面具有圖案化結構的基材的圖案化結構為柱狀陣列結構。

18.根據權利要求17所述的方法，其中，所述柱狀陣列為選自圓柱陣列、紡錘柱陣列和多面體柱陣列結構中的一種或多種。

19.根據權利要求17所述的方法，其中，所述柱狀陣列形成的圖案為六邊形、四邊形或三角形。

20.根據權利要求17-19中任意一項所述的方法，其中，所述柱狀陣列結構中的柱的高度為5-100μm。