[發明專利]一種微球輔助金屬納米線精準操控的方法

在審

• 申請號: 202110378635.5
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113104810A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 雷宏香;張偉娜;溫名聰
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發明涉及納米材料技術領域，特別涉及一種微球輔助金屬納米線精準操控的方法，包括以下步驟：S1.配置微球溶液、納米線溶液；S2.將兩片蓋玻片之間粘合形成微流體樣品池；S3.將步驟S1得到的微球溶液和納米線溶液按照1:(1～2)的比例混合，然后注入到步驟S2的微流體樣品池中；S4.將步驟S3處理之后的微流體樣品池放置在光鑷系統的樣品臺上；通過聲光偏轉器創造多個動態或靜態光阱；S5.預設所述光阱運動軌跡或靜止位置，通過光阱捕獲微球對納米線進行移動或旋轉。該方法不僅可滿足穩定性、高精度、靈活性等相關要求，而且不依賴于納米線的種類、形貌和尺寸，可廣泛應用于各種納米線。

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，特別涉及一種微球輔助金屬納米線精準操控的方法。

背景技術

納米結構的獨立和精準操控是納米器件在各應用中充分發揮潛力的前提。特別是各向異性的納米結構，例如納米線、納米管等，由于其化學、物理性質高度依賴于其方向和位置，它們的精準獨立操控對于光電納米器件的構建與應用具有重要的意義。為了達到這一目的，近年來，基于磁場、電場、光場等的納米線操控技術不斷涌現。其中，以光鑷為代表的基于光場的操控技術因其高精度、操作靈活和多功能性受到廣泛關注，并成功地實現了多種納米線(如SnO₂、Ag、Au、Si納米線)的捕獲和操控。然而，由于金屬的高散射和高吸收特性，基于光場的操控技術在操控金屬納米線時通常會遇到許多技術障礙。這些基于光場的操控技術，一種是通過構造特殊的激光束來實現金屬納米線的操控。例如，通過對線偏振的高斯光束進行調制，產生渦旋光束，利用渦旋光束的光子角動量，實現單根Ag納米線的旋轉。但同時，必須在基板上引入一些吸引力以抵消來自渦旋束的散射力，也因此，納米線被限制在襯底附近，無法進一步的移動和定位。此外，由于金屬納米線對光的高吸收而產生的熱效應會降低操控的穩定性。另一種操控技術是基于等離子體光鑷來實現金屬納米線的操控。由于表面等離子體共振的場增強作用，激光作用在納米線上的梯度力增加，可以較為穩定的實現金屬納米線的捕獲、平移和定向。然而，等離子體光鑷需要在金屬表面上實施操作，金屬表面的高損耗特性限制了其工作范圍(通常為幾十納米)，并且其與入射光相互作用所產生的熱效應也不容忽略。可以看到，這種直接的光學操控技術在操控金屬納米線時都不可避免地會受到光熱等問題的影響。另外，為了滿足操控條件，實際應用中對于激光和納米線都有一定的要求，例如，激光波長要能激發等離子體共振等。因此，一種簡單、通用、穩定的可以精確操控金屬納米線的方法是迫切需要的。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種微球輔助金屬納米線精準操控的方法，該方法簡單、通用、穩定，可以精確操控金屬納米線。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

一種微球輔助金屬納米線精準操控的方法，包括以下步驟：

S1.配置微球溶液、納米線溶液；

S2.將兩片蓋玻片之間粘合形成微流體樣品池；

S3.將步驟S1得到的微球溶液和納米線溶液按照1:(1～2)的比例混合，然后注入到步驟S2的微流體樣品池中；

S4.將步驟S3處理之后的微流體樣品池放置在光鑷系統的樣品臺上；通過聲光偏轉器創造多個動態或靜態光阱；

S5.預設所述光阱運動軌跡或靜止位置，通過光阱捕獲微球對納米線進行移動或旋轉。

優選地，所述微球的直徑為8～15μm，更優選地所述微球為二氧化硅微球。

優選地，所述微球溶液中，微球與溶劑的體積比為1:(450～550)。

優選地，所述納米線溶液的濃度為(4.5～5.5)×10^-5M。

優選地，所述微球溶液和納米線溶液的體積比為1:1。

優選地，所述光阱的運動軌跡為直徑20～30μm的圓。