[发明专利]石墨烯-聚有机硅氧烷复合材料及其制备方法、微流控芯片及其应用

权利要求书

1.一种石墨烯-聚有机硅氧烷复合材料，所述石墨烯-聚有机硅氧烷复合材料主要由聚有机硅氧烷基体和石墨烯组成，其特征在于：所述石墨烯均匀分散于聚有机硅氧烷基体中；所述石墨烯与聚有机硅氧烷基体的质量比为（0.0001～0.1）∶1；所述石墨烯为修饰有亲油性基团的石墨烯或其衍生物，所述聚有机硅氧烷基体为聚二甲基硅氧烷或其衍生物。

2.一种石墨烯-聚有机硅氧烷复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备亲油性基团修饰的石墨烯：取氧化石墨烯固体放入N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散得到均匀分散液；取脂肪胺加入到前述均匀分散液中，超声分散使脂肪胺完全溶解，再将溶解后的混合液转入反应釜中，在80℃～140℃温度下充分反应完全，反应产物经乙醇离心洗涤后，真空干燥即得到亲油性基团修饰的石墨烯；

（2）配制前驱体混合体系：将上述步骤（1）制得的亲油性基团修饰的石墨烯加入到有机硅氧烷的前驱体中，充分搅拌混匀，并加入有机硅氧烷交联剂，继续搅拌得到前驱体混合体系；

（3）固化：将步骤（2）配制得到的前驱体混合体系先静置处理，然后在60℃～90℃温度下加热固化，得到石墨烯-聚有机硅氧烷复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述脂肪胺为含有1到18个碳原子的伯胺，每毫升的均匀分散液中添加脂肪胺3mg～20mg；所述亲油性基团修饰的石墨烯主要是指烷基链修饰的石墨烯。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，充分反应完全所需的时间控制在0.5h～72 h；所述步骤（3）中，静置处理的时间控制在5min～30min。

5.根据权利要求2、3或4所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯固体主要采用以下方法制备得到：在冰水浴条件下加入提前混匀的高纯石墨和强氧化剂的混合物，混合物中高纯石墨和强氧化剂的质量配比为1∶4～8，再向混合物中缓慢加入混合酸液并不停搅拌，搅拌完成后转至油浴中并缓慢升温至40℃～60℃，充分反应后冷却至室温，将反应后的混合液倒入表面涂有双氧水的冰上；然后低速离心取上清液，再将上清液高速离心取沉淀；将沉淀重新溶于水中，超声处理，再用截留分子量为8000～12000的透析袋进行透析纯化，直至析出液为中性且检测不出SO₄^2-离子，得到氧化石墨烯水溶液，冷冻干燥得氧化石墨烯固体。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合酸液是由浓硫酸和磷酸组成，加入混合酸液时的搅拌温度控制在0℃～10℃，加入混合酸液时的搅拌时间控制在15min～30min。

7.一种如权利要求1所述的或权利要求2～6所述制备方法得到的石墨烯-聚有机硅氧烷复合材料制备成型得到的微流控芯片。

8.一种如权利要求7所述的微流控芯片作为光加热平台的应用，其特征在于，光加热应用时通过加热光源对该微流控芯片进行照射使微流控芯片管道中的流体温度升高，采用的加热光源的波长为400nm～1500nm。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述加热光源为单一波长光源或混合波长光源。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述加热光源的功率为1mW～5W。