[发明专利]一种纸基柔性表面增强拉曼散射效应基片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种纸基柔性表面增强拉曼散射效应基片及其制备方法，属于有机物痕量检测技术领域。本发明采用倾斜生长法在滤纸等基底上生长制备银纳米颗粒薄膜，作为柔性基片用于痕量有机物检测。上述方法制备的基片为银纳米颗粒附着于纤维之上，银颗粒紧密排列，颗粒间耦合效应使之具有良好的表面增强拉曼散射效应。同时基底具有柔性和很好的吸水性，相比于传统硬质脆性材料可以采用蘸取、滴加、擦拭等方式便捷地应用于各种液、固态环境中复杂几何形状上痕量有机物残留的检测。由于制备工艺简单，基底材料廉价且基片方便存储匀速和裁剪为任意形状，应用范围广泛，易实现商品化和工业化，该基片在食品安全、药物检测、环境污染等过程中的有机物痕量、快速检测方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于痕量有机物检测技术领域，特别涉及一种纸基柔性表面增强拉曼散射效应基片及其制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射效应(SERS)可实现对化学、生物等有机物分子的痕量检测，具有响应灵敏度高、耗时短、成本低、无损等诸多优点。由于光和物质交互作用后发生的拉曼散射信号比瑞丽散射要弱很多，为了实现对物质指纹拉曼散射信号的探测需要以金、银、铜等贵金属纳米结构作为高灵敏度的表面增强拉曼散射效应基底，但传统金、银、铜等贵金属纳米结构通常附着在硅片或者玻璃等硬质基底之上，在基片存储和对复杂曲面上残留物的检测有诸多不便，限制了表面增强拉曼散射效应技术的应用范围。

柔性材料在电学传感等技术领域发展迅速，同时适宜于多种应用场合。纤维材料作为一种典型的柔性材料，具有易变形、易存储、吸附力强等诸多优点，纤维和贵金属纳米结构结合起来可以大大拓宽表面增强拉曼散射效应技术的应用范围。通过电子束蒸发倾斜生长的方式，同时旋转纸张基片可以在纤维纸张上快速制备银的纳米颗粒，这种方法生长出的银纳米颗粒在纤维上分布均匀，与纤维结合力好，具备优异的表面增强拉曼散射效果，同时由于基底的柔性大大拓宽了其应用范围，便于对复杂曲面上残留物质的快速检测以及通过吸附对液体的快速取样检测，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种纸基柔性表面增强拉曼散射效应基片，以及采用电子束蒸发倾斜沉积技术制备该种基片的方法。

为了达到上述发明目的，所采用的技术方案是：

一种纸基柔性表面增强拉曼散射效应基片，通过在纤维纸基底上采用电子束蒸发沉积倾斜生长出银纳米颗粒，将银纳米颗粒紧密结合在纤维上，把纤维的柔性和银的表面增强拉曼散射效应结合起来，得到适用于多种场合、复杂几何形状上残留物快速检测的基片。

在纤维纸(滤纸、打印纸、吸水纸等)上通过电子束蒸发倾斜沉积技术，配合基片自转，生长制备出纤维上覆盖银颗粒的柔性表面增强拉曼散射效应基片。该基片由于纤维的柔性和对液体良好的吸附性，以及纳米银颗粒的表面增强拉曼散射效应，可以实现对液体环境中痕量有机物的快速检测，以及复杂曲面表面的液、固体残留物进行快速取样和检测。

所述纸基柔性表面增强拉曼散射效应基片中的增强介质为银纳米颗粒，沉积时对应晶振片厚度为500nm～1300nm。

上述纸基柔性表面增强拉曼散射效应基片的制备方法是利用电子束蒸发沉积倾斜生长的方法，在纤维纸基底上沉积贵金属银，得到纤维上紧密均匀地附着银纳米颗粒的基片。同时旋转纤维纸基底，在基底上沉积生长出银纳米颗粒，得到表层纤维上被银纳米颗粒覆盖的柔性表面增强拉曼散射基片，作为一种使用便捷、适用范围广的表面增强拉曼散射效应基片。