[發明專利]一種基于陽極氧化鋁模板法制備圖形化鈷納米線陣列的方法

在審

• 申請號: 201711285684.4
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108048882A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 鄒強;蘇奇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C25D1/00
• 分類號: C25D1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于陽極氧化鋁模板法制備圖形化鈷納米線陣列的方法，包括下列步驟：準備銅片和多孔陽極氧化鋁模板。工作電極的制備；涂覆光刻膠；曝光與顯影；配制酸性電解液；多孔陽極氧化鋁模板的孔洞潤濕；鈷納米線及鈷基底的制備：將鉑片對電極和工作電極置于電解液中，兩電極連接至電源，通過監測沉積電流的變化情況得知鈷納米線的沉積情況，當鈷納米線已經溢出多孔陽極氧化鋁模板孔洞開始沉積時停止沉積；洗除光刻膠和陽極氧化鋁模板。

技術領域

該發明設計納米線制備領域，尤其涉及磁性納米線陣列的制備領域。

背景技術

納米線陣列在生命科學、醫療健康、環境保護、清潔能源等領域具有廣泛應用，尤其是在醫療健康中的微流控芯片領域，納米線陣列具有重要作用。

微流控芯片是一種在微米尺度空間對流體進行操控為主要特征的技術，具有將生物、化學等實驗室的基本功能微縮到一個幾平方厘米芯片上的能力，因此又被稱為芯片實驗室。在現階段，主流形式的微流控芯片多由微通道形成網絡，以可控流體貫穿整個系統，用以實現常規化學或生物等實驗室的各種功能。微流控芯片的基本特征和最大優勢是多種單元技術在微小可控平臺上靈活組合和規模集成。

微流控芯片的樣品檢測或處理流程可分為進樣、混合、檢測或處理三個主要步驟，由于微流控芯片的空間尺度較小，雷諾系數較小，因此樣品的混合是過程中的關鍵步驟。良好的混合可以讓檢測或處理結果更準確可信。但是僅僅依靠樣品的自發混合遠遠無法達到要求。

受到生物界真核生物纖毛的啟示，科研人員提出了將纖毛引入微流控芯片中，用于對樣品進行混合。因此，仿生自然界的纖毛結構特點，制備形狀類似的磁性納米線陣列便顯得尤為重要。到目前為止，有許多制備納米線陣列的方法，其中電化學沉積是最為常見的方式之一。但電化學沉積中最常用的兩種沉積模板，陽極氧化鋁模板和聚碳酸酯模板，都無法自主設計孔洞分布，使得納米線陣列的分布無法調節，在一定程度上限制了該項技術的發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于陽極氧化鋁模板的圖形化納米線陣列的制備方法，制備方法如下：

一種基于陽極氧化鋁模板法制備圖形化鈷納米線陣列的方法，包括下列步驟：

(1)準備銅片和多孔陽極氧化鋁模板。

(2)工作電極的制備：將適量的武德合金加熱熔化后，在紫銅片上涂覆均勻，然后將多孔陽極氧化鋁模板覆于武德合金上表面；利用環氧樹脂膠涂覆紫銅片背面及側面，保證鈷離子只能在多孔陽極氧化鋁模板孔洞中沉積；取一根導線，一端連接紫銅片背面，另一端連接電極夾，制得工作電極。

(3)涂覆光刻膠：在多孔陽極氧化鋁模板上表面涂覆適量光刻膠，將所述工作電極置于勻膠機中，使其均勻涂覆光刻膠。

(4)曝光與顯影：利用紫外光透過掩膜版照射已經涂覆光刻膠的工作電極，照射過的光刻膠發生光化學反應，性質發生變化，被光刻版擋住的部分，未發生任何變化，通過顯影將圖形留在多孔陽極氧化鋁模板上。

(5)配制酸性電解液：電解液包括：CoSO4 7H2O與H3BO3，摩爾濃度范圍分別為0.60-0.66M/L和0.62-0.68M/L，并將pH值調節到2.5-3.5。

(6)多孔陽極氧化鋁模板的孔洞潤濕：將工作電極置于電解液中，使所述電解液中的鈷離子進入多孔陽極氧化鋁模板孔洞之中。

(7)鈷納米線及鈷基底的制備：將鉑片對電極和工作電極置于電解液中，兩電極連接至電源，通過監測沉積電流的變化情況得知鈷納米線的沉積情況，當鈷納米線已經溢出多孔陽極氧化鋁模板孔洞開始沉積時停止沉積。

(8)洗除光刻膠：利用丙酮洗除未曝光的光刻膠，之后用去離子水清洗工作電極。