[发明专利]一种纳米/微米金膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，更具体地，涉及一种纳米/微米金膜及其制备方法。

背景技术

纳米颗粒组成的纳米/微米金膜具有明显的表面效应、体积效应、小尺寸效应、量子效应及良好的生物相容性，其光学特性、电子特性、传感特性及生物化学特性一直为研究热点。

目前纳米/微米金层的制备方法主要有电子束蒸发、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等方法，这些方法虽然能得到较均匀的纳米金层，但其设备昂贵、过程复杂。在2009年，陈洪渊等人发明了在PDMS上化学沉积纳米金的方法，该方法直接在PDMS上沉积金，制备简单。然而，该方法仅能以PDMS为基质，应用范围有限。同时得到的纳米金层均匀性得不到保证、金与PDMS结合不牢固，在PDMS拉伸、弯曲过程中金易断裂、脱落。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种纳米/微米金膜及其制备方法，其目的在于对不同的基质表面采用相应的活化处理，然后沉积纳米/微米金层，制得纳米/微米金膜，由此解决现有的纳米/微米金膜沉积方法制备的纳米/微米金膜，结合不牢固，拉伸/弯曲过程中易断裂、脱落的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种纳米/微米金膜，包括基质和纳米/微米金层，所述纳米/微米金属层由金属纳米颗粒沉积而成，所述基质表面具有氨基，所述金属纳米颗粒与所述基质表面氨基形成强相互作用，使得所述纳米/微米金层牢固附着在所述基质表面。

优选地，所述纳米/微米金属膜，其基质为不吸水的致密膜，优选为聚二甲基硅氧烷、玻璃、氧化铟锡导电玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亚胺膜、聚乙烯膜或聚四氟乙烯膜。

按照本发明的另一方面，提供了一种纳米/微米金属膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基质表面处理：将基质表面进行氧等离子处理或紫外光照射，使得基质表面产生氧化的活性基团，获得表面活化的基质；

(2)基质表面氨基化：将步骤(1)中获得的表面活化的基质，浸入3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，进行氨基化处理，获得表面氨基化的基质；

(3)沉积金属膜：取氯金酸和强碱的碳酸氢盐的混合溶液与葡萄糖溶液均匀混合，并涂布于步骤(2)中获得的表面氨基化的基质上，使得每1cm2上分布有金元素3.58×10^-5g至2.87×10^-3g和葡萄糖7.5×10^-4g至3×10^-3g，20℃至40℃下，避光反应2小时至4小时后洗涤干燥，得到所述纳米/微米金属膜。

优选地，所述制备方法，其所述基质为不吸水的致密膜，优选为聚二甲基硅氧烷、玻璃、氧化铟锡导电玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亚胺膜、聚乙烯膜或聚四氟乙烯膜。

优选地，所述制备方法，当所述基质为聚乙烯膜或聚四氟乙烯膜时，基质表面处理采用紫外光照射。

优选地，所述制备方法，其步骤(1)所述氧等离子处理时间为3分钟至5分钟，所述紫外光照射，其紫外光强度为90uW/cm至180uW/cm，照射时间为40分钟至90分钟。

优选地，所述制备方法，其步骤(2)的具体操作为：

将步骤(1)中获得的表面活化的基质，浸入3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，反应30分钟至120分钟，用去离子水洗涤后干燥。

优选地，所述制备方法，其步骤(3)涂布的具体方法为，在步骤(2)中获得的表面氨基化的基质上可逆键合一个中间具有凹槽的聚二甲基硅氧烷(PDMS)块，所述凹槽用以盛放沉积溶液。

优选地，所述制备方法，其步骤(3)所述氯金酸和强碱的碳酸氢盐的混合溶液，其中氯金酸浓度在10^-3g/ml至2×10^-2g/ml之间，碳酸氢根的浓度在0.15mol/L至0.5mol/L。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的纳米/微米金膜，基质可为多种，不同的基质有着不同的机械特性，如玻璃类基质具有较高的机械强度，而聚二甲基硅氧烷(PDMS)基质具有较好的拉伸性能，因此所述纳米/微米金膜能满足不同的应用需求。

(2)本发明提供的纳米/微米金膜，应用纳米金颗粒和氨基强烈的相互作用，形成的纳米/微米金层均匀与基质能牢固结合，在拉伸、弯曲过程中金不易断裂、脱落。