[发明专利]包括交联的碳纳米结构的薄膜衬底和相关方法

说明书

一种制造薄膜衬底的方法涉及将碳纳米结构暴露于交联物以使所述碳纳米结构交联。回收所述交联的碳纳米结构并将其安置在支撑衬底上。一种薄膜衬底包括支撑衬底上的交联的碳纳米结构。所述交联的碳纳米结构在碳纳米结构之间具有交联物。一种对表面增强拉曼光谱(SERS)活性分析物执行SERS的方法涉及：在这种薄膜衬底上提供SERS活性分析物；将所述薄膜衬底暴露于拉曼散射；以及检测所述SERS活性分析物。

优先权要求

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2017年1月11日提交的美国临时专利申请序列第62/444,872号的益处，所述申请的公开内容在此以引用的方式全文并入本文中。

技术领域

本公开的实施方案大体上涉及用于表面增强拉曼光谱(SERS)、过滤和化学感测的薄膜衬底，以及制造和使用薄膜衬底的方法。更具体地说，本公开的实施方案涉及包括交联的碳纳米结构的薄膜衬底以及制造和使用薄膜衬底的方法。

背景技术

表面增强拉曼光谱(SERS)是用以检测SERS活性分析物(诸如生物分子)的分析技术。在SERS中，将要分析的液体样本放置在SERS衬底上并且可检测到分析物的直到单个分子。常规SERS衬底包括实心支撑件(诸如硼硅酸盐玻璃或云母)上的金属纳米颗粒。SERS衬底也可以是碳纳米管(CNT)垫子，CNT垫子按照惯例是使用机械压缩、物理压缩或破坏性电子束辐射技术形成的。由于这些技术使用压缩或激光消融，因此所述技术对SERS衬底可以是破坏性的。将CNT机械压缩为垫子依赖于CNT之间的弱的范德瓦尔相互作用，而激光消融需要高能量电子束来将CNT熔合在一起，这经常导致对sp²键合的过度破坏并且可能不利地影响CNT性质。由于CNT之间的弱的范德瓦尔相互作用，机械地压缩的CNT在暴露于液体样本时可以吸收液体并膨胀。此外，常规方法在工业上不可行，因为它们经常利用专用设备，诸如高能激光器或高压/高温(HPHT)反应室。

发明内容

本文中公开的实施方案包括制造薄膜衬底的方法。所述方法包括将碳纳米结构暴露于交联物以使所述碳纳米结构交联。回收所述交联的碳纳米结构并将其安置在支撑衬底上。

在额外实施方案中，公开了薄膜衬底。所述薄膜衬底包括支撑衬底上的交联的碳纳米结构。所述交联的碳纳米结构包括碳纳米结构之间的交联物。

在额外实施方案中，公开了执行表面增强拉曼光谱(SERS)来检测SERS活性分析物的方法。所述方法包括：在薄膜衬底上提供SERS活性分析物，将所述薄膜衬底暴露于拉曼散射，以及检测所述SERS活性分析物。所述薄膜衬底包括支撑衬底上的交联的碳纳米结构并且所述交联的碳纳米结构包括碳纳米结构之间的交联物。

附图说明

图1是根据本公开的实施方案的包括支撑衬底上的交联的碳纳米管的薄膜衬底的示意图；

图2是根据本公开的实施方案的包括交联的碳纳米管的薄膜衬底的示意图；

图3a和3b是根据本公开的另一实施方案的包括交联的碳纳米管的薄膜衬底的示意图；

图4是根据本公开的又一实施方案的包括交联的碳纳米管的薄膜衬底的示意图；

图5是根据本公开的又一实施方案的包括交联的碳纳米管的薄膜衬底的示意图；

图6是根据本公开的额外实施方案的包括交联的碳纳米管的薄膜衬底的示意图；

图7是根据本公开的额外实施方案的交联的碳纳米管的照片；

图8是图7中所示的交联的碳纳米管的傅里叶变换红外(FTIR)光谱。

执行本发明的模式

本文中呈现的图示无意为任何特定材料或部件的实际视图，而仅仅是用以描述本公开的实施方案的理想化表示。