[发明专利]贵金属纳米颗粒进行三维组装的方法

说明书

本申请是申请日为2013年9月9日、申请号为201310406513.8、发明创造名称为“贵金属纳米颗粒进行相转移和三维组装的方法”申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种贵金属纳米颗粒进行相转移和三维组装的方法。

背景技术

近年来，贵金属纳米颗粒奇特的光学、电学和磁学性质在材料科学中的众多应用研究已经引起人们的浓厚兴趣。早期的调控纳米材料物理性质的研究工作致力于控制纳米颗粒的组成、尺寸、形貌以及介质的介电常数。鉴于纳米颗粒的组装体中颗粒之间的耦合以及表面等离子体共振强度的可控性在功能材料中的重要意义，纳米颗粒的组装已然成为一个研究的热点。在众多的组装方法中，以球状胶体颗粒如二氧化硅为支撑的3D组装是一个典型的例子。然而，由于目前大多数采用表面为水溶性的氨基头的二氧化硅球，它只能通过弱的静电力去吸附金属纳米颗粒，因此，金属纳米颗粒在二氧化硅球上的沾附量很难控制，有效的组装无法实现。如ChungangWang等人氨基修饰的二氧化硅球来沾附纳米金棒以作为免疫测定的探针。(Wang,C.；Chen,Y.；Wang,T.；Ma,Z.；Su,Z.Monodispersed Gold Nanorod-Embedded Silica Particles as Novel Raman Labels for Biosensing.Advanced Functional Materials2008,18(2),355-361)对于疏水功能团如巯基修饰的二氧化硅球来说，它通过强的化学键沾附金属纳米颗粒，然而，由于大部分应用的纳米颗粒均为水溶性，因次，疏水二氧化硅球的应用受到极大的限制。如Sarah L.Westcott等人利用巯基修饰的二氧化硅球去沾附～3nm的纳米金颗粒，其沾附量很小；(Westcott,Sarah L.；Oldenburg,Steven J.；Lee,T.Randall；Halas,Naomi J.Formation and Adsorption of Clusters of Gold Nanoparticles onto Functionalized Silica Nanoparticle Surfaces,Langmuir1998，14(19),5396-5401.)Zhenda Lu等人将不同组成的多种纳米颗粒有效的沾附在巯基修饰的二氧化硅球上，得到了多种功能的组装体。(Lu,Zhenda；Gao,Chuanbo；Zhang,Qiao；Chi,Miaofang；Howe,Jane Y.；Yin,Yadong.Direct Assembly of Hydrophobic Nanoparticles to Multifunctional Structures,Nano Letters(2011),11(8),3404-3412)此外，上述提到的方法只对10nm以下的小颗粒显示出较好的沾附效果，因此极大地限制了其应用范围。

近来，很多学者致力于将水溶性的纳米颗粒从水相转移到油相以期得到油溶性的纳米颗粒，然后这些方法采用有毒的溶剂如离子液体和十二烷基硫醇，此外，这些方法只能转移18nm以下的球状颗粒为主的纳米颗粒，且其平衡时间也很长。如Matthias Karg等人用两亲性的不同链长的烷基胺成功地将18nm以下的水溶性纳米金颗粒不同程度地转移到油相中；(Karg，Matthias；Schelero，Natascha；Oppel，Claudia；Gradzielski，Michael；Hellweg,Thomas；von Klitzing,Regine.Versatile Phase Transfer of Gold Nanoparticles from Aqueous Media to Different Organic Media,Chemistry–A European Journal(2011),17(16),4648-4654.)Guor-Tzo Wei等人以离子液体为媒介将纳米金颗粒从水相转移到油相中。(Wei,Guor-Tzo；Yang,Zusing；Lee,Chia-Ying；Yang,Hsiao-Yen；Wang,C.R.Chris.Aqueous-Organic Phase Transfer of Gold Nanoparticles and Gold Nanorods Using an Ionic Liquid,Journal of the American Chemical Society(2004),126(16),5036-5037.)因此，有必要开发出一种广适性的、经济的、方便的相转移方法。

发明内容