[实用新型]一种具有增强拉曼信号的纳米岛膜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纳米岛膜，更具体地，具有增强拉曼信号的纳米岛膜。

背景技术

表面增强拉曼光谱（SERS）作为一种快速、灵敏的检测方法已被广泛应用于化学、物理、医学、生物、环境监测等领域。SERS研究最初采用的两种增强基底为传统的固相基底和金属胶体溶液。这两种基底由于其表面不够均一，因此在定量的SERS研究中使用较少，近年来由于纳米制造和表征手段的发展和广泛应用，利用纳米制造技术制备的等离子体共振纳米结构的SERS增强基底也得到了越来越多的关注。研究人员认为对于痕量分析，较好的基底增强效果是前提条件，而在定量分析中，基底的均一性和可重复性制备则最为重要。目前有许多方法被运用于纳米基底的制造中，包括化学自组装法、胶体晶体模板法、纳米球刻蚀法、LB模组装技术等，而纳米光刻技术、机械法等则可直接在基底上刻画出纳米结构。其中，纳米球刻蚀法，纳米光刻技术、机械法等均需要特殊的仪器，成本较高，而化学自组装法制备的增强基底在均一性上不够，因此需要寻找一种成本低廉、操作简单的方法进行拉曼增强基底的制备。

纳米岛膜作为一种拉曼增强基底已有较长的历史，传统的制备法为氧化还原电化学法、热气相沉积法等，制备的纳米岛膜其微观结构一般为50-500nm。这些方法一般需要特殊的仪器，因此成本较高，且制备所得的纳米岛膜通常均一性较差。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种具有增强拉曼信号的纳米岛膜，具有较好的均一性和拉曼增强活性，以及较低的制备成本。

本实用新型采用如下技术方案：

一种具有增强拉曼信号的纳米岛膜,包括聚苯乙烯膜和相互层叠在一起的二氧化硅层，所述二氧化硅层由按阵列分布且呈紧密排列的二氧化硅粒子构成，同一二氧化硅层中的二氧化硅粒子位于同一平面内，最上方的一层二氧化硅层中的二氧化硅粒子突出于聚苯乙烯膜的表面，在二氧化硅粒子的突出于聚苯乙烯膜的表面包覆金属纳米材料层。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型将聚苯乙烯包埋二氧化硅，并在表层露出的二氧化硅表面生长金壳。该结构与其他纳米岛膜相比，有良好的增强拉曼活性和较好的均一性，且该结构在制备上，由于采用湿化学法，不需要特殊的仪器，因此其制备成本很低，适用于大规模的制备。另外聚苯乙烯干燥后是固态结构，因此便于携带。

（1）本实用新型与传统的纳米岛膜相比，有更好的均一性，这种表面均一的纳米岛膜可以使测得的拉曼信号更为稳定，使实验结果更为可靠。

（2）本实用新型是一种可便携式的拉曼增强基底，便于携带，可用于户外检测。此外，该拉曼增强基底有较长的保存时间，如图4所示，该纳米岛膜在放置15天、30天后的拉曼光谱强度衰减不明显，增强效果基本未发生改变。

附图说明

图1是一种具有增强拉曼信号的纳米岛膜的结构示意图

图2是一种具有增强拉曼信号的纳米岛膜的制备过程示意图。

图3是有金属层的纳米岛膜与无金属层的纳米岛膜的拉曼光谱图。

图4是一种具有增强拉曼信号的纳米岛膜其拉曼增强效果随时间的衰减图。

图5是一种具有增强拉曼信号的纳米岛膜均一性检测的拉光谱曼图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型所述的一种具有增强拉曼信号的纳米岛膜，包括：包括聚苯乙烯102和相互层叠在一起的二氧化硅层101，所述二氧化硅层由按阵列分布且呈紧密排列的二氧化硅粒子构成，同一二氧化硅层中的二氧化硅粒子位于同一平面内，最上方的一层二氧化硅层中的二氧化硅粒子突出于聚苯乙烯膜的表面，在二氧化硅粒子的突出于聚苯乙烯膜102的表面包覆金属纳米材料层103。其中，二氧化硅粒子粒径为50-500nm，二氧化硅层101的层数为3-5层。

本实用新型所述的纳米岛膜可以采用以下方法制备：

步骤1）配置体积比为1:400~1:100的二氧化硅乙醇溶液，并将载玻片垂直插入，3-5天后将载玻片取出，即可得到3-5层由按阵列分布且呈紧密排列的二氧化硅粒子构成的二氧化硅层；

所述的二氧化硅粒子粒径为50-500nm；

步骤2）在二氧化硅层的两侧分布设置硅胶挡板，再向载玻片表面的二氧化硅层灌注体积比为1:10的聚苯乙烯甲苯溶液，使其包覆二氧化硅层，干燥3-5天，形成聚苯乙烯膜片固体后，从载玻片表面自动脱落，从而使聚苯乙烯膜片固体表面的二氧化硅粒子突出于聚苯乙烯膜表面；