[發明專利]一種多維度熒光納米粒子快速制備及其動態分散狀態原位定量表征的方法

有效

• 申請號: 202010460391.0
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111426672B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 賈曉龍;孟柳;羅錦濤;馬文麗;還獻華;楊小平
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

本發明為一種多維度熒光納米粒子快速制備及其動態分散狀態原位定量表征的方法。利用連續微波輻射將具有聚集誘導發光性質的熒光素快速接枝到多維度納米粒子表面，以環境友好的方式簡單高效地制備出熒光強度和熒光穩定性較高的多維度熒光納米粒子。基于聚集誘導發光原理和熒光示蹤原理，結合氟氪激光器裝置與激光共聚焦掃描顯微鏡對樹脂混合液進行在線紫外光固化的同時，實現在線原位監測固化過程中多維度熒光納米粒子在樹脂混合液中各自的動態分散狀態，在此基礎上進一步采用分形維數理論高效定量地在線自動計算多維度熒光納米粒子的分形系數。對于控制最佳固化條件，研究納米復合材料結構?性質關系和高性能復合材料精細化制備具有重要意義。

技術領域

本發明屬于復合材料領域，特別涉及一種多維度熒光納米粒子快速制備及其動態分散狀態原位定量表征的方法。

背景技術

熒光納米粒子由于其性能優異且具有可示蹤性，廣泛應用于航空航天、生物醫藥和材料等領域。從微觀尺度上看，熒光納米粒子可分為零維構型、一維構型和二維構型，這三種維度的熒光納米粒子分別具有獨特的性能和不同的應用。現今，大部分研究多采用單一維度熒光納米粒子。然而在某些特定應用中，多維度熒光納米粒子之間存在相互作用和協同效應，因而與單一維度熒光納米粒子相比，其性能更加優異。多維度熒光納米粒子提高復合材料性能很大程度上取決于其在復合材料中的分散狀態。由于布朗運動和外界條件的變化，多維度熒光納米粒子在復合材料實際分散過程中處于明顯的動態模式，而非靜態模式。因此有效表征多維度熒光納米粒子在復合材料加工過程中的分散狀態對于理解多維度熒光納米粒子結構-性質關系和控制最佳加工條件以制備高性能復合材料至關重要。

目前常規制備多維度熒光納米粒子的方法主要是共價接枝法。等人(European Polymer Journal,2016,79:187-197)通過原子轉移自由基聚合機理，在碳納米管表面共價接枝聚苯乙烯，之后共價接枝熒光素苯并噻噸蒽，對碳納米管進行熒光標記。但此方法制備復雜耗時，并且由于不能很好的控制聚苯乙烯的厚度，因而有可能導致熒光猝滅現象。Thomas L等人(Carbon,2017,123:735-743)在碳納米管的四氫呋喃分散液中加入異硫氰酸熒光素，在暗室條件下攪拌72h，以此共價接枝異硫氰酸熒光素，對碳納米管進行熒光標記。但此方法制備耗時，并且通過X射線光電子能譜計算發現共價接枝率較低，大部分異硫氰酸熒光素吸附在碳納米管表面，因而其結構不穩定，熒光穩定性較差。綜上所述制備多維度熒光納米粒子的方法存在技術性不足：一是制備復雜耗時，耗能大，成本昂貴；二是使用大量有毒性有機溶劑，對人身體有害，對環境有污染；三是可能導致大量熒光猝滅現象，制備效率低，影響后期應用效果；四是存在熒光素吸附現象，致使多維度熒光納米粒子的熒光穩定性較差。因此，有必要開發一種新的制備方法，簡單高效快速地制備出熒光強度和熒光穩定性較高的環境友好型多維度熒光納米粒子。