[发明专利]可渗透的纳米粒子反射器

说明书

本申请是申请日为2007年8月21日、申请号为200780032793.3、发明名称为“可渗透的纳米粒子反射器”的专利申请的分案申请。

本发明涉及包括光学响应的检测层的反射制品。

背景技术

各种化学、光学或电子检测器已经被提议用于感测气体、液体和其他被分析物的存在。例如，在存在被分析物的情况下，已提供采用由调节或者说是改变透射光或反射光的材料制成的检测层的光学检测器。已经将反射层与检测层相邻放置以将光导入或导出检测层。当被分析物存在时，检测层将发生光学特性响应变化。反射层还可以提供被分析物存在的指示（如通过光学干涉）。例如，可通过使用薄膜多层指示器（具有光学厚度会在存在蒸汽的情况下发生变化的多孔检测层，该检测层位于反射层和半反射层之间，反射层和半反射层中的至少一者对关注的蒸汽为可渗透的）在存在关注的蒸汽的情况下提供色度变化。一个这样的指示器采用位于反射层和蒸汽可透过的半反射层之间的多孔检测层，其在美国专利申请公开No.US 2004/0062682 A1（Rakow等人‘682）和No.US 2004/0184948 A1（Rakow等人‘948）中有所描述。

发明内容

另一个这样的指示器采用位于半反射层和蒸汽可透过的反射层（邻近吸附剂介质）之间的多孔检测层，其在名称为ORGANIC VAPOR SORBENT PROTECTIVE DEVICE WITH THIN-FILM INDICATOR（带有薄膜指示器的有机蒸汽吸附剂防护装置）的共同待审的美国专利申请No.11/530,614中有所描述。这两种指示器均采用与多孔光学响应的检测层相邻的反光的蒸汽可透过表面。此类指示器的反光表面可通过（例如）下述方法制备：首先使用传统的金属化技术（如溅射、蒸发沉积、电镀或其他电化学沉积）沉积致密的反射镜，然后通过后续穿孔步骤（如蚀刻或激光烧蚀）为蒸汽渗入检测层孔提供通道。然而，此方法需要几个严格的步骤以及专用的设备。此外，沉积或穿孔工序可能对检测层的光学响应或对指示器结构中的其他层造成不利影响。

在一个方面，本发明提供形成光学响应的多层反射制品的方法。本方法的实施相对简单，可通过以下步骤来完成：将金属纳米粒子的稀溶液或悬浮液涂覆到光学响应的检测层上，然后使该溶液或悬浮液干燥形成液体或蒸汽可透过的半连续反光层，其将使得液体或蒸汽被分析物通过该反光层，从而在存在被分析物的情况下在检测层中产生光学响应变化。与使用传统沉积技术制备的典型金属化反射镜相比，此反光层的反射率可能稍低。然而，本发明所公开的方法无需专门的沉积设备即可沉积液体或蒸汽可透过的反光层。本发明所公开的方法特别适用于在多孔检测层顶上形成蒸汽可透过的反光层。

在另一方面，本发明提供光学响应的多层反射制品，其包括与液体或蒸汽可透过的半连续反光金属纳米粒子层流体连通的光学响应的检测层，所述反光层允许液体或蒸汽被分析物通过所述反光层，并且在存在被分析物的情况下，引发检测层中的光学响应变化。

本发明的这些方面以及其他方面在下面的具体实施方式中将显而易见。然而，在任何情况下，以上概述都不应理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1为根据本发明的薄膜多层指示器的示意性剖视图，其具有蒸汽可透过的半连续半反射金属纳米粒子层；

图2为根据本发明的薄膜多层指示器的示意性剖视图，其具有蒸汽可透过的不连续半反射金属纳米粒子层；

图3为根据本发明的薄膜多层指示器的示意性剖视图，其具有蒸汽可透过的反光金属纳米粒子层；

图4至图6为邻近各种吸附介质装配的薄膜多层指示器的示意性侧面剖视图；

图7至图9为示出各种薄膜多层指示器对甲苯测试物的响应的图线；

图10和图11为在整个薄膜多层指示器上移动的彩色波前的黑白效果图；并且

图12为示出薄膜多层指示器对几种蒸汽测试物的响应的图线。

具体实施方式

以下所示术语定义如下：

“关注的液体或蒸汽”是指例如在环境空气或工艺大气环境中需要进行检测的有机或无机液体或蒸汽。

“被分析物”是指例如在化学或生化分析中正在检测的关注的特定液体或蒸汽。