[发明专利]一种固定化纳米线及其包含装置和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定化纳米线、包含固定化纳米线的装置、以及固定化纳米线的制备方法。

背景技术

目前，已经公开了越来越多的固定化纳米线方案(例如美国专利6248674、6720240；欧洲专利申请EP1725189；美国专利申请US2006255481等等)。然而，在同定化纳米线大规模应用之前，尚有一些急需解决的问题，例如固定化纳米线的稳定性、应用的适应性、以及抗污染性等等。

发明内容

本发明的目的是提高固定化纳米线制备和使用的牢靠性(Robust)，确切地说本发明的目的在于：提高固定化纳米线的稳定性、固定化纳米线的应用适应性和固定化纳米线的抗污染性；特别涉及到提高纳米线和载体结合的稳定性、纳米线本身结构的稳定性，固定化纳米线表面改性的易行性，以及固定化纳米线抗油污的能力。

本发明的目的主要是通过在纳米线或固定化纳米线上引入具有上述功能的包被来实现的。

于是，本发明包括三个方面：

第一个方面是提供一种固定化纳米线，其至少包含载体、载体上固定的纳米线、和所述纳米线上的包被或/和所述载体上的包被。

第二个方面是提供一种包含本发明固定化纳米线的装置。

第三个方面是提供一种本发明固定化纳米线的制备方法，至少包括：1).制备所述纳米线；2).利用所述包被材料包被所制备的纳米线或/和固定有所述纳米线的所述载体表面。

下面给出本发明内容的详细描述：

如前面“发明内容”部分所述，本发明第一方面，提供一种固定化纳米线，其至少包含载体、载体上固定的纳米线、和所述纳米线上的包被或/和所述载体上的包被，其中所述包被为单层或多层。本发明中，术语“纳米结构”，是指三维结构中至少一维(例如粒径、管径、线径、等等)为纳米尺寸(优选300nm以下)的结构；术语“纳米线(nanowire)”是指至少两维(例如横截面)为纳米尺寸(优选300nm以下)、且此两维分别小于第三维(例如与横截面垂直的长度)的纳米结构；术语“载体”是指具有固定功能(例如使纳米线固定化)的固体，例如有或无衬底的玻片或其它基片；术语“固定化纳米线(immobilized nanowire)”是指至少包含载体和载体上固定的纳米线的一种组成。

本发明的固定化纳米线，其结构特征为纳米线或/和载体上有包被。本发明中，术语“包被固定化纳米线”，即特指本发明的固定化纳米线。包被包括加固层或具有加固作用的功能层。加固作用包括提高固定化纳米线的稳定性，例如纳米线和载体的结合稳定性、纳米线本身的结构稳定性、等等。稳定性包括化学稳定性和机械稳定性。化学稳定性包括耐酸或/和耐碱性。机械稳定性包括抗冲击性。其中所述包被，还可具有比未包被纳米线更高的应用适应性(例如表面改性易行性、等等)。其中所述包被，还可具有比未包被纳米线更高的抗污染性(例如抗油污能力)。基于本发明的包被固定化纳米线，也可以进行功能化处理(例如掺杂、活化、等等)，从而制备其它固定化纳米线衍生物。

本发明的固定化纳米线，其为单层包被固定化纳米线或多层包被固定化纳米线。例如：单层包被固定化纳米线，包括一层包被一种交联材料的包被固定化纳米线和一层包被多种交联材料的包被固定化纳米线；多层包被固定化纳米线，包括多层包被一种交联材料的包被固定化纳米线和多层包被多种交联材料的包被固定化纳米线。其中，除交联材料外，包被中还可含其它功能添加剂。

本发明的固定化纳米线的一项方案，其中包被纳米线的半高处直径小于100nm、优选小于55nm，所述包被纳米线包含所述纳米线和所述包被。本发明中，术语“包被纳米线”是指包含纳米线和其上的包被的结构。本发明的一项方案，其中所述包被纳米线上的所述包被的平均厚度小于100nm(例如1-99nm)、优选小于10nm(例如1-9nm)。本发明的一项方案，至少在部分所述载体上所述包被纳米线的分布密度大于50根/μm²、优选大于100根/μm²。