[发明专利]制备磁链结构的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年11月25日提交的、申请号为10201407815Q的新加坡专利申请的优先权的权益，其内容在此通过引用全文并入本申请并用于所有用途。

技术领域

各种实施例涉及磁链结构和用于制备磁链结构的方法。

背景技术

人们在开发金属、半导体和磁性结构的有序集合方面的基础和实际利益日益增长，在所述磁性结构中，该结构的表面等离子体激元、激子或磁矩的定制互动引起了与单独建块截然不同的新兴集体特性。

在明确界定的广泛集合中，通过功能单元的线性排列赋予的具有定向电子、光学和/或磁性的一维(1D)链状结构在快速-开发领域如光电子学和纳米医学上具有巨大的前景。通过沿着1D模板(例如碳纳米管)来组织功能纳米结构，或者利用其定向自组装(其通常来源于通过区域选择性表面修饰引入的各向异性表面化学)的优势，进行了许多研究工作来制备功能性纳米结构的纳米链。

可替换地，对于具有响应外部磁场和电场的固有特性的颗粒，颗粒间偶极-偶极相互作用可以驱动场中颗粒对齐以产生1D集合。尽管如此，在外场产生的链状结构通常会遭受瞬变稳定性，并且在除去场时经常散开。

鉴于上述情况，存在对克服或至少减轻上述一个或多个问题的改进的链结构或链状结构的需求。

发明内容

在第一方面，提供一种用于制备磁链结构的方法。所述方法包括

a)提供多个磁性颗粒；

b)将所述多个磁性颗粒分散在包含基于多巴胺的材料的溶液中以形成反应混合物；

c)施加遍及反应混合物的磁场以使反应混合物中的磁性颗粒对齐；和

d)在对齐的磁性颗粒上聚合基于多巴胺的材料以获得磁链结构。

在第二方面，提供通过根据第一方面的方法制备的磁链结构。

附图说明

结合非限制性实施例和附图，参考详细描述，将更好地理解本发明，其中：

图1为展示通过迈克尔加成(Michael addition)和/或席夫碱反应(Schiff base reaction)进行的硫代/端氨基分子与聚多巴胺(PDA)的反应机理的示意图。

图2为通过磁性颗粒的磁性对齐，沉积自聚合粘合剂聚多巴胺以使磁性颗粒交联从而形成磁链结构，随后利用多聚多巴胺的多面反应性的优势进行功能化，逐步制备多功能磁链结构的示意图。

图3展示(a)磁性纳米颗粒，(b)聚多巴胺涂覆的磁性纳米颗粒，和(c)磁性纳米链的透射电子显微镜(TEM)图像。图3(d)和(e)展示平均长度为(d)20μm和(e)1μm的磁性纳米链的扫描电子显微镜(SEM)图像。图3(f)和(g)展示颗粒间距离为(f)3nm和(g)25nm的代表性纳米链的TEM图像。图中的比例尺表示：(a)至(c)100nm；(d)10μm；(e)2μm；(f)和(g)50nm。

图4为展示在300K下测量的合成的磁性纳米颗粒的磁化曲线的图。

图5展示平均长度为2.7μm的磁性纳米链的SEM图像。图中的比例尺表示2μm。

图6展示具有不同PDA厚度的(a)105nm和(b)185nm的磁性纳米链的SEM图像。

图7展示在(a)不存在和(b)存在磁场的情况下干燥的磁性纳米链的SEM图像。图7(c)展示(1)随机分布的纳米链的暗视野显微镜图像，(2)至(4)沿磁场对齐的纳米链。图7(d)展示从描绘在旋转磁场下磁性纳米颗粒(左)，PDA涂覆的磁性纳米颗粒(中间)和纳米链(右)的水分散的视频提取的静止帧。

图8为分散在不同的溶剂：水(H₂O)、乙醇(EtOH)、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)和氯仿(CF)中的聚乙二醇化的磁性纳米链的照片。