[发明专利]一种柔性薄膜表面微纳米结构及其应用

权利要求书

1.一种柔性薄膜表面微纳米结构，其特征在于，它由以下方法制得：

(1)微球模板的制备

将微球悬浮液滴加分散到酸溶液中，再加入表面活性剂，借助表面活性剂的张力在酸溶液表面形成排列致密的微球模板，所述微球粒径的标准偏差＜3％；

(2)柔性薄膜的制备

将聚合物溶液浇筑于步骤(1)所述的微球模板上；待微球模板上的聚合物溶液干燥固化后，得到表面粘附有微球的柔性薄膜；所述聚合物溶液由有机高分子聚合物和非极性有机溶剂组成；

(3)柔性薄膜表面微纳米结构的制备

将步骤(2)所述表面粘附有微球的柔性薄膜从酸溶液表面取出，在清洗剂中浸泡清洗，除去表面粘附的微球，得到柔性薄膜表面微纳米结构。

2.根据权利要求1所述的柔性薄膜表面微纳米结构，其特征在于：所述微球为二氧化硅微球、碳化硅微球、聚苯乙烯微球或三氧化二铝微球；所述微球的粒径为0.01～10μm；所述微球悬浮液中微球的质量百分数为1～5％。

3.根据权利要求1所述的柔性薄膜表面微纳米结构，其特征在于：所述酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸；所述酸溶液中氢离子的浓度为0.001～10mol/L；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠。

4.根据权利要求1所述的柔性薄膜表面微纳米结构，其特征在于：所述微球粒径均一。

5.按照权利要求1所述的柔性薄膜表面微纳米结构，其特征在于：所述有机高分子聚合物为聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯；所述非极性有机溶剂为正己烷、环己烷或苯；所述聚合物溶液由有机高分子聚合物和非极性有机溶剂按照体积比为1:0.1～1000组成。

6.一种如权利要求1所述的柔性薄膜表面微纳米结构的应用，其特征在于：所述柔性薄膜表面微纳米结构可用于制备表面增强拉曼基底，包括以下步骤：

A.表面亲水处理

将柔性薄膜表面微纳米结构清洗数次，然后浸泡于浓硫酸和双氧水组成的混合溶液中进行表面亲水处理，取出清洗数次；

B.表面硅烷化处理

将经步骤A表面亲水处理过的柔性薄膜表面微纳米结构浸泡于硅烷偶联剂的有机溶液中进行表面硅烷化处理，反应结束后用乙醇和水依次清洗；所述硅烷偶联剂的有机溶液由硅烷偶联剂和醇类溶剂组成，所述硅烷偶联剂的有机溶 液中硅烷偶联剂的体积百分数为1～4％；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷或N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺；

C.表面沉积金纳米粒子

将经步骤B表面硅烷化处理过的柔性薄膜表面微纳米结构浸泡到金纳米粒子溶胶中，取出；

D.表面沉积银纳米粒子

将经步骤C处理过的柔性薄膜表面微纳米结构浸泡到银纳米粒子前驱体溶液中，取出，得到表面增强拉曼基底；所述银纳米粒子前驱体溶液由硝酸银、还原剂和去离子水制成；所述还原剂为柠檬酸三钠或者硼氢化钠。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述步骤A混合溶液中浓硫酸和双氧水的体积比为3～5:1；所述表面亲水处理的时间为0.5～5min，表面亲水处理的温度为5～80℃。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述步骤B中表面硅烷化处理的时间为0.5～10h。

9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述步骤C金纳米粒子溶胶中金纳米粒子的浓度为0.5～2mmol/L；所述金纳米粒子的粒径为2～100nm；所述浸泡时间为5～14h。

10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述步骤D中浸泡时间为30～80min；所述银纳米粒子前驱体溶液由硝酸银、还原剂和去离子水按照重量比为0.03～0.07:0.4～0.8:8～12制成。