[发明专利]基于亲疏水阵列的单层纳米颗粒二聚体及多聚体制备方法

说明书

本发明公开了一种基于亲疏水阵列的单层纳米颗粒二聚体及多聚体制备方法，包括以下步骤：1)键合表面具有亲疏水阵列的聚二甲基硅氧烷基片即PDMS基片、具有微通道的聚二甲基硅氧烷盖片即PDMS盖片，制备得到集成亲疏水阵列的微流控器件；2)向集成亲疏水阵列的微流控器件中注入纳米颗粒溶液，纳米颗粒由于其自身的亲水性或疏水性而选择性地吸附于亲水区域或疏水区域；3)洗去微流控器件中未吸附的纳米颗粒，由微流控器件中亲水区域尺寸或疏水区域尺寸的限制形成单层纳米颗粒二聚体或多聚体。该方法解决了传统的纳米颗粒二聚体及多聚体制备中纳米颗粒间距难调控、产率低等问题，实现间距易调且高产率的纳米颗粒二聚体及多聚体的制备。

技术领域

本发明涉及一种基于亲疏水阵列的单层纳米颗粒二聚体及多聚体制备方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

由于纳米颗粒性质的叠加以及相互之间的强耦合，纳米颗粒聚集体常常表现出优异的光电效应，因而得到广泛的研究和应用。例如，单个金属纳米颗粒在入射光的作用下，表面的自由电子会发生集体振荡，把光限制在纳米颗粒表面，产生局域表面等离子体共振效应，而当金属纳米颗粒相距较近时，其等离子体振荡互相耦合，在纳米颗粒间隙内产生极强的电磁场，增强效果远远超过单个纳米颗粒。

为了进一步分析纳米颗粒聚集体中性质的叠加及耦合等过程的机制，结构相对简单的纳米颗粒二聚体及多聚体的制备受到广泛关注。目前最常见的纳米颗粒二聚体及多聚体的制备方法是以少量分子如DNA作为连接体进行纳米颗粒多聚体的组装，但是由于该方法中DNA分子具有灵活性和弯曲性，制得的多聚体结构缺乏刚性，另外，该方法还存在不易控制组装分子数、易形成链状或网状结构聚集体、纳米颗粒间距难以调控以及产率较低等问题，因此可控、高产率地构建纳米颗粒二聚体及多聚体仍是一项极具挑战的工作。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于亲疏水阵列的单层纳米颗粒二聚体及多聚体制备方法，解决传统的纳米颗粒二聚体及多聚体制备中纳米颗粒间距难调控、产率低等问题，实现间距易调且高产率的纳米颗粒二聚体和多聚体的制备。

技术方案：本发明提供了一种基于亲疏水阵列的单层纳米颗粒二聚体及多聚体制备方法，该方法包括如下步骤：

1)将表面具有亲疏水阵列的聚二甲基硅氧烷基片即PDMS基片、具有微通道的聚二甲基硅氧烷盖片即PDMS盖片二者键合，制备得到集成亲疏水阵列的微流控器件；

2)向集成亲疏水阵列的微流控器件中注入纳米颗粒溶液，纳米颗粒由于自身的亲水性或疏水性而选择性地吸附于亲水区域或疏水区域；

3)洗去微流控器件中未吸附的纳米颗粒，由微流控器件中亲水区域尺寸或疏水区域尺寸限制形成单层纳米颗粒二聚体或多聚体。

其中：

步骤1)所述的具有亲疏水阵列的PDMS基片的制备方法为电子束光刻技术，具体如下：

步骤①、在PDMS基片表面旋涂一层光刻胶并进行前烘；

步骤②、采用电子束光刻，对光刻胶涂层进行曝光，之后置于显影液中完成显影，得到具有阵列化图案的PDMS基片；

步骤③、对具有阵列化图案的PDMS基片的表面进行氧等离子处理，并修饰亲水处理剂，使表面保持长期亲水性，之后将光刻胶洗去，暴露出呈强疏水性的PDMS，从而形成亲疏水阵列，得到具有亲疏水阵列的PDMS基片。

所述的亲疏水阵列单元的尺寸、图案根据纳米颗粒尺寸以及多聚体制备需要进行调节，阵列单元尺寸精度达百纳米。

所述的纳米颗粒为金属纳米颗粒或非金属纳米颗粒，其尺寸为50nm～

1000nm。