[發明專利]一種石墨烯-超材料吸收器及其在檢測抗生素中的應用

有效

• 申請號: 201911036014.8
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110736717B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 劉建軍;丁凡;范蘭蘭
• 申請（專利權）人: 韶關學院
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586;G01N21/55
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 程毅

1.一種石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，由石墨烯和超材料吸收器組成；

所述超材料吸收器由若干個單吸收器形成陣列結構；

每個單吸收器由底層、中間介質和頂層三層結構組成，其底層材料為鋁、中間介質材料為高阻硅、頂層材料為金；所述底層與中間介質為大小一致的正方形結構且緊密貼合在一起；所述頂層材料緊密貼合在中間介質的上表面，由位于中間介質中部的內正方形結構和外正方形結構組成；所述內正方形結構位于所述外正方形結構內且兩者的中點重合；所述外正方形結構的邊長小于所述中間介質的邊長，且其一組對邊與所述內正方形結構的一條對角線平行，其另一組對邊與所述內正方形結構的另一條對角線平行；所述外正方形結構的每條邊的中心部位都設有一開口；所述頂層和中間介質的邊長為80um，底層和頂層的厚度為0.5um，中間介質的厚度為12um，所述內正方形結構的邊長為22.5um，所述外正方形結構的邊長為50um，所述外正方形結構的邊上開口大小都為5um，所述內正方形結構和外正方形結構的寬度為5um；

所述石墨烯緊密貼合在所述中間介質和頂層所處的超材料吸收器的表面上。

2.根據權利要求1所述的一種石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，所述超材料吸收器采用表面微加工技術制備，具體為：首先，在高阻硅材料的一側涂上光刻膠，將鋁材料按其大小貼合在其上面；其次，將高阻硅材料的另一側涂上光刻膠，并對光刻膠上的圖案進行曝光和顯影形成頂層結構圖案；然后，對高阻硅材料進行熱蒸發沉積將金屬金均勻地沉積在顯影形成的圖案上；最后，對高阻硅進行溶脫得到超材料吸收器陣列。

3.根據權利要求2所述的一種石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，石墨烯與超材料的貼合過程為：用鑷子夾住超材料吸收器去貼合石墨烯，使石墨烯緊密貼合在所述中間介質和頂層所處的超材料吸收器的表面上，然后將其加入丙酮浸泡若干分鐘，最后放入烘箱烘干得到所述石墨烯-超材料吸收器。

4.根據權利要求1所述的一種石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，所述材料高阻硅的介電常數為11.7、電導率為2.5×10^-4S/m。

5.根據權利要求1所述的一種石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，所述材料金的電導率為4.52×10^-7S/m，所述材料鋁的電導率為3.45×10^-7S/m。

6.權利要求1-5任一所述的一種石墨烯-超材料吸收器在檢測抗生素中的應用，其特征在于，包括以下步驟：

(1)用去離子水充分洗凈石墨烯-超材料吸收器異質結構；

(2)在石墨烯-超材料吸收器的表面滴加不同濃度的抗生素溶液，吹干后進行檢測，每個濃度重復三次；

(3)分析不同濃度樣品溶液與石墨烯-超材料吸收器諧振頻率藍移關系，通過石墨烯-超材料吸收器諧振峰藍移程度與抗生素濃度變化關系表征不同濃度，不同種類抗生素。

7.根據權利要求6所述的一種石墨烯-超材料吸收器在檢測抗生素中的應用，其特征在于，將步驟(1)中洗凈的石墨烯-超材料吸收器在室溫條件下氣流吹干40min。

8.根據權利要求6所述的一種石墨烯-超材料吸收器在檢測抗生素中的應用，其特征在于，步驟(2)的檢測方式為反射式，在檢測前先將校準光源對準超材料吸收器表面的樣品點中心，利用太赫茲時域光譜儀掃描樣品四次，將四次掃描的譜線取平均后即為超材料吸收器表面樣品的太赫茲時域光譜，然后對獲取的時域光譜信息進行傅里葉變換后獲取其在頻域內的特征信息。