[發(fā)明專利]一種AgNWs@LiG@PDMS三明治結(jié)構柔性SERS基底的制備方法

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• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114551003A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 程琳;錢矜辰;魏正帥;邵佺;陳冠政;姜兆輝;方姜美;劉愛萍
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

本發(fā)明公開了一種AgNWs@LiG@PDMS三明治結(jié)構柔性SERS基底的制備方法，其特征在于：采用二氧化碳激光器制備激光誘導石墨烯(LiG)，然后通過聚二甲氧基硅氧烷(PDMS)轉(zhuǎn)印策略將LiG完全的轉(zhuǎn)印到PDMS柔性基底上，得到LiG@PDMS雙層結(jié)構，在其表面旋涂銀納米線(AgNWs)，即制備得到AgNWs@LiG@PDMS三明治結(jié)構柔性表面增強拉曼光譜(SERS)基底，AgNWs/LiG@PDMS三明治結(jié)構柔性材料作為SERS基底材料的優(yōu)點在于：PDMS提供柔性基底，抗拉伸性能好，但是在疏水性PDMS表面直接涂覆AgNWS，Ag納米線容易脫落，增加LiG層一方面便于AgNWS的沉積和穩(wěn)固性，另一方面LiG的良好的導電性有助于增強Ag納米線的SERS性能。

技術領域

本發(fā)明涉及表面增強拉曼散射活性基底的制備領域，特別是一種AgNWs@LiG@PDMS三明治結(jié)構柔性SERS基底的制備。

背景技術

表面增強拉曼光譜(SERS)被認為是最有前途和最通用的分析工具之一，因為它是一種非破壞性、快速和超靈敏的技術，它允許實時分析并提供分子信息。在過去的幾十年中，SERS已廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、食品安全和法醫(yī)學。根據(jù)SERS增強機制，銀被認為是具有強信號響應的最佳SERS材料。此外，制造合適的銀基SERS襯底是提高SERS性能的關鍵因素。在大多數(shù)情況下，選擇硅和玻璃片作為各種Ag納米結(jié)構的固體載體；然而，它們的剛性和脆性特性可能不方便實際應用。相比之下，柔性SERS基板更有利于表面的檢測污染殘留物，其中殘留物可以通過擦拭不規(guī)則或粗糙的表面直接收集，具有最小的侵入或非侵入。大多數(shù)努力都集中在柔性SERS基板的開發(fā)上，包括紙、玻璃纖維和纖維素，以適應各種柔性、彎曲或非平面表面。據(jù)報道，在大多數(shù)情況下，貴金屬納米顆粒被裝飾在柔性基板的表面上。然而，在沒有保護層的情況下，納米粒子很容易因表面擦拭而損壞；因此，后續(xù)的重用是不可能的。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)彈性體還因其化學穩(wěn)定性、無毒、機械柔韌性、可彎曲性和疏水性而引起了對柔性SERS傳感器應用的極大興趣。特別是，PDMS的疏水性不僅可以防止分析物溶液的隨機擴散以使其完全濃縮，而且可以通過酒精和水的洗滌進行回收和再利用。通常，多功能SERS檢測涉及在PDMS表面加載等離子體金屬納米顆粒，提供局部表面等離子體共振和隨后的電磁場增強。然而，僅PDMS的“粘性”性質(zhì)不足以防止改性金屬納米顆粒被損壞或剝落。因此，有必要制造非常穩(wěn)定的特殊結(jié)構。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術效果，本發(fā)明制備了AgNWs@LiG@PDMS三明治結(jié)構柔性材料，采用PDMS柔性基底，具有較好的抗拉伸性能；在PDMS柔性基底與AgNWS之間采用LiG連接，一方面便于AgNWS的沉積和穩(wěn)固性，另一方面LiG的良好的導電性有助于增強Ag納米線的SERS性能。

為達到上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案，制備流程圖如圖1所示，

一種AgNWs@LiG@PDMS三明治結(jié)構柔性SERS基底的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在聚酰亞胺薄膜(PI膜)上用二氧化碳激光器誘導制備激光誘導蓬松結(jié)構石墨烯(LiG)；

(2)通過聚二甲氧基硅氧烷(PDMS)轉(zhuǎn)印策略將LiG轉(zhuǎn)印到PDMS柔性基底上，得到LiG@PDMS雙層結(jié)構；

(3)在LiG表面旋涂銀納米線(AgNWs)，待AgNWS充分干燥，即制備得到AgNWs@LiG@PDMS三明治結(jié)構柔性SERS基底。

進一步地，所述步驟(1)中二氧化碳激光器的激發(fā)功率為6％-30％，掃描頻率為60-180KHZ，掃描速度為10-60mm/s。

進一步地，所述步驟(1)中紫外激光器誘導PI膜制備石墨烯可通過C4D軟件制備所需的不同形狀尺寸的石墨烯材料。