[发明专利]一种基于金纳米膜的SERS效应制备新型防伪织物的方法

说明书

本发明涉及一种基于金纳米膜的SERS效应制备新型防伪织物的方法，属于复合材料领域。该方法首先使用油水界面自组装的方法将具有可调纳米间隙的核壳结构的双层金棒(Au@Au NRs)组装成规律有序的金纳米膜，其中防伪信息来源于金纳米膜优异的SERS活性和Au@AuNRs核壳间隙内拉曼探针高度特异的SERS信号。使用简易快速的蘸涂法将金膜与织物结合起来，并在蘸涂过程中进行图案的刻制，这一方法可以轻松的应用于不同的织物类型。之后再使用PDMS在织物的外部封装一层透明聚合物膜层，从而克服金纳米膜在使用过程中可能存在的污损问题。

技术领域

本发明涉及一种基于金纳米膜的SERS效应制备新型防伪织物的方法，属于复合材料领域。

背景技术

表面增强拉曼(SERS)技术可以针对金属纳米颗粒表面上的拉曼探针分子一一对应的提供特定的结构“指纹”信号，将大量金纳米颗粒单体组装成宏观有序的纳米结构金膜，可以赋予规律排布后的金膜更稳定规律的结构和更强的SERS信号，有利于组装材料用于构筑各种光学、电子、生物医学传感器等器件。织物作为相对方便和低成本的载体材料，金纳米颗粒的加入可以赋予织物一定的额外功能，如抗菌抗静电性能或简单的装饰美学效果等。相比于静电组装、原位聚合等将金纳米颗粒与织物结合在一起的方法，蘸涂法更加的简单快速，同时还可以很方便的推广到不同的织物上去，而聚合物PDMS膜可以克服金纳米膜在使用过程中可能存在的污损问题。这些为基于金纳米膜的SERS效应制备新型防伪织物提供了理论基础。

发明内容

本发明使用油水界面自组装的方法将具有可调纳米间隙的核壳结构的双层金棒(Au@Au NRs)组装成规律有序的金纳米膜，其中防伪信息来自于双层金纳米棒核壳间隙内部的拉曼分子的SERS信号。使用蘸涂法将金纳米膜转移到织物上并在过程中进行图案的绘制，之后在织物外封装PDMS膜层以完成防伪织物的制备，所制备的织物具有被整合到服装和其他纺织品中的潜力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)双层金纳米棒薄膜的制备：对负载有不同拉曼探针的双层金纳米棒(Au@AuNRs)溶液按照不同比例不同组分进行混合后取一定量溶液于小烧杯中，加入水(H₂O)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液，室温下搅拌一定时间作为水相。在正己烷溶液中加入十二烷基硫醇(DDT)溶液，室温下搅拌一定时间作为油相。先后将水相和油相转移至小烧杯中，会出现油水分离现象，使用注射器将无水乙醇缓慢注射到油水界面，可以观察到油水界面上形成了一层具有金属镜面光泽的双层金纳米棒(Au@Au NRs)薄膜。

(2)蘸涂法结合金纳米膜与织物：将织物剪成1cm×1cm的正方形，用胶带进行一定图案的刻制并粘于织物表面。等待纳米薄膜聚合一定时间后，利用移液枪将上方油相移除并等待剩余油相自然挥发，将织物平行于水面，由下而上的将双层金纳米棒(Au@Au NRs)薄膜蘸取到织物上，并在较高温度的烘箱中烘干。

(3)PDMS膜层的封装：取一定量预聚物溶液于烧杯中，加入固化剂溶液，室温下均匀搅拌一段时间后，用小刷子将混合溶液均匀刷在织物上，将织物置于真空条件下抽涕脱泡一段时间后，在烘箱中烘干。

上述步骤(1)中所述负载有拉曼探针的双层金纳米棒混合溶液的浓度为1-100mmol/L，PVP溶液的浓度为1-10％，DDT溶液的浓度为0.1-1mg/L。

上述步骤(1)中所述负载有拉曼探针的双层金纳米棒混合溶液的用量为1-10mL，H₂O的用量为1-10mL，PVP溶液的用量为1-10mL，正己烷溶液的用量为1-30mL，DDT溶液的用量为10-100uL，无水乙醇的用量为1-10mL。

上述步骤(1)中所述水相的搅拌时间为1-10min，油相的搅拌时间为1-10min，无水乙醇的注射速度为0.1-1ml/min。

上述步骤(2)中所述纳米薄膜的聚合时间为1-5h。