[發明專利]基于飛秒激光的金銀核殼納米球的銀殼剝離方法及系統

有效

• 申請號: 201911037878.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110773748B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 閆劍鋒;梁真為;朱德志;趙玥
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B22F9/16
• 分類號: B22F9/16;B22F1/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

本發明涉及一種基于飛秒激光的金銀核殼納米球的銀殼剝離方法及系統，屬于飛秒激光應用技術領域。本方法采用種子液生長法,首先合成金種子溶液，通過金種子液生長法合成金球溶液，最后合成金核銀殼納米球溶液；用飛秒激光脈沖序列對金核銀殼納米球溶液進行輻照，通過控制入射到金核銀殼納米球溶液激光脈沖的輻照時間和通量，從而實現金核銀殼納米球的剝離。本發明方法利用合理設計的飛秒激光脈沖序列輻照金核銀殼納米球溶液，使銀殼剝離過程相對簡單；可以有選擇的精確控制剝離層的厚度。本發明的金核銀殼納米球剝離系統，裝置結構簡單，只需要控制輻照時間和激光通量，就能夠實現金核銀殼納米球的剝離，工藝過程容易控制。

技術領域

本發明涉及一種基于飛秒激光的金銀核殼納米球的銀殼剝離方法及系統，屬于飛秒激光應用技術領域。

背景技術

金核銀殼納米球由于其獨特物理性質(如雙金屬性，增強等離激元以及穩定性等)而在眾多的納米顆粒材料中贏得了關注。目前，金核銀殼納米球在納米電子學、光學、生物醫藥等研究領域均具有良好的應用前景。在上述的各項應用中，金核銀殼納米球的殼層厚度決定了它的許多物理性質，如何高效的調控金核銀殼納米球的殼層厚度是一項急需解決的難題。目前主要通過模板法、電化學方法、種子生長法、無種子生長法等方法，調整和控制金核銀殼納米球的結構和物理性能。但是，由于金核銀殼納米球的形貌受到各種物理、化學因素的影響，在已有的濕化學方法合成不同殼層厚度的金核銀殼納米球過程中，需要引入各種表面活性劑，而這些表面活性劑不利于納米粒子在催化以及生物領域的應用。而且傳統方法制備條件復雜，合成過程可控性低。

針對此問題，為了更精確地控制金核銀殼納米球的殼層厚度，需要對已合成的納米粒子進行后處理。激光可以有效地用于金核銀殼納米球的整形，而且在局域高溫作用下，能夠去除表面活性劑，然而，由于傳統激光的光熱效應顯著，使得整體粒子的溫度趨于平衡，金核和銀殼同時熔化，形成金銀合金，無法有效實現銀殼層的剝離，更無法控制銀殼層的厚度。因此，目前亟需一種可以高效地、簡單地剝離金核銀殼納米球殼層的方法。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于飛秒激光的金銀核殼納米球的銀殼剝離方法及系統，通過種子液生長法合成金核銀殼納米球溶液，通過改變飛秒激光脈沖的參數，調控金核銀殼納米溶液的電場分布，從而實現金核銀殼納米球剝離。

本發明提出的基于飛秒激光的金銀核殼納米球的銀殼剝離方法，包括以下步驟：

(1)合成金種子溶液：

將摩爾濃度為0.01mol/L的四氯金酸溶液注入到摩爾濃度為0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化銨溶液中，溫和混合，溶液呈現透明棕黃色，再將摩爾濃度為0.01mol/L的冰硼氫化鈉溶液一次性加入，快速攪拌2分鐘，溶液呈現發白棕黃色，然后在27攝氏度條件靜置3小時，得到金種子溶液，金種子溶液中的四氯金酸、十六烷基三甲基溴化銨和硼氫化鈉的摩爾濃度分別為0.1～0.3mmol/L、0.08～0.10mol/L和0.4～0.7mmol/L；

(2)通過金種子液生長法合成金球溶液：

將摩爾濃度為0.01mol/L的四氯金酸溶液注入水里，得到稀釋的四氯金酸溶液，將摩爾濃度為0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化銨溶液和稀釋的四氯金酸溶液溫合攪拌，溶液呈現透明棕黃色，再加入摩爾濃度為0.1mol/L抗壞血酸溶液，得到無色混合液，無色混合液中十六烷基三甲基氯化銨、四氯金酸和抗壞血酸的摩爾濃度各為0.1～0.3mmol/L、0.06～0.08mol/L和0.02～0.04mol/L；在無色混合液中加入步驟(1)的金種子溶液，靜置1小時，得到金球溶液，金球溶液中金種子溶液和無色混合液的體積比為1:(36～80)；

(3)合成金核銀殼納米球溶液：