[发明专利]一种基于蒸发诱导纳米颗粒液相自组装的方法在审
申请号: | 202010354226.7 | 申请日: | 2020-04-29 |
公开(公告)号: | CN111732344A | 公开(公告)日: | 2020-10-02 |
发明(设计)人: | 陈云飞;王永康;张艳;魏志勇 | 申请(专利权)人: | 东南大学 |
主分类号: | C03C17/38 | 分类号: | C03C17/38;C03C17/10;C03C17/30;B22F9/24;B82Y40/00 |
代理公司: | 南京众联专利代理有限公司 32206 | 代理人: | 许小莉 |
地址: | 210096 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 蒸发 诱导 纳米 颗粒 组装 方法 | ||
本发明公开了一种基于蒸发诱导纳米颗粒液相自组装的方法,该方法包括如下步骤:(1)制备银纳米颗粒胶体;(2)向步骤(1)中制备的银纳米颗粒胶体中加入0.5%体积比的丙三醇,混合均匀形成纳米颗粒悬浊液;(3)将步骤(2)中得到的纳米颗粒悬浊液液滴滴到疏水玻璃基底上,室温干燥蒸发溶剂水实现纳米颗粒自组装形成丙三醇稳定的纳米颗粒团簇。本发明采用蒸发诱导自组装技术,无需对纳米颗粒表面进行官能团修饰,无需使用DNA、表面修饰剂等共轭连接分子,可直接在任意基底上进行纳米颗粒自组装,组装后的纳米颗粒间隙均匀,速度快,效率高,成本低。
技术领域
本发明属于纳米材料自组装技术领域,尤其涉及一种基于蒸发诱导纳米颗粒液相自组装的方法。
背景技术
由于近年来在制备不同形状、尺寸和材料的纳米颗粒方面的研究不断发展,快速高效大面积组装纳米颗粒在生物传感,药物输送,疾病诊断,新材料制备等方面具有巨大的应用前景。然而,与原子间的相互作用不同,纳米粒子间的相互作用非常复杂,涉及范德华、静电、溶剂化/耗尽、摩擦/润滑、毛细管力等。此外,大多数纳米颗粒不会自组装成热力学最低能量状态,而是形成动力学捕获的非平衡结构,因此,将纳米颗粒组装成可控纳米结构的实验技术仍然受到限制。用表面活性剂修饰纳米颗粒表面控制纳米颗粒组装的是一种有效的方法。表面活性剂可以在纳米结构上形成自组装的双层膜,在纳米颗粒表面产生净正电荷,从而在纳米颗粒之间提供净排斥相互作用,以防止溶剂蒸发过程中的随机无序聚集,实现纳米颗粒的有序组装。利用铟掺杂氧化锡玻璃表面带正电,吸附带负电的金纳米颗粒实现纳米颗粒组装也是一种简便、经济的自组装方法。组装高度有序的纳米颗粒的另一个重要方法是利用DNA 与纳米颗粒之间的共轭结构。由于碱基互补配对,使得与互补ssDNA结合的纳米颗粒在混合和孵育后可以相互连接和组装。此外,DNA折纸策略是一个较新的技术,它可以用来设计组合几乎任何的图案。但是,这些方法都过于繁琐或昂贵,一种快速,高效,成本低的液相大面积纳米颗粒自组装方法依旧欠缺。
发明内容
为解决上述问题,本发明公开了一种基于蒸发诱导纳米颗粒液相自组装的方法,该方法通过向纳米颗粒水溶液中添加合适比例的丙三醇,利用室温条件下丙三醇不易挥发的特性,蒸发水分,分离出纳米颗粒胶体中的纳米颗粒并沉积到疏水玻璃基底上,丙三醇作为稳定剂和保护剂在沉积的纳米颗粒表面形成一层保护膜,实现纳米颗粒快速,稳定自组装。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
一种基于蒸发诱导纳米颗粒液相自组装的方法,该方法包括如下步骤:
(1)制备银纳米颗粒胶体;
(2)向步骤(1)中制备的银纳米颗粒胶体中加入0.5%体积比的丙三醇,混合均匀形成纳米颗粒悬浊液;
(3)将步骤(2)中得到的纳米颗粒悬浊液液滴滴到疏水玻璃基底上,室温干燥蒸发溶剂水实现纳米颗粒自组装形成丙三醇稳定的纳米颗粒团簇。
所述的基于蒸发诱导纳米颗粒液相自组装的方法,步骤(1)中所述银纳米颗粒胶体包含 30纳米银纳米颗粒和溶剂水,银纳米颗粒浓度为8×1010个每毫升。
所述的基于蒸发诱导纳米颗粒液相自组装的方法,所述30纳米银纳米颗粒采用化学方法合成,具体包括以下步骤:首先,将溶剂水与丙三醇按照质量比为6:5的比例混合搅拌均匀,加热到95摄氏度时加入质量为溶剂水质量0.003%的硝酸银保温一分钟,然后加入质量为硝酸银质量的0.33%的柠檬酸钠,通过冷凝回流装置防止溶剂水蒸发,持续保温在95℃,搅拌一小时,冷却到室温,便得到30纳米直径的银纳米颗粒悬浊液。
所述的基于蒸发诱导纳米颗粒液相自组装的方法,采用化学方法合成的30纳米银纳米颗粒采用柠檬酸钠还原,具体方法是:将制备好的30纳米银纳米颗粒悬浊液经12000转每秒高速离心水洗后分散于溶剂水中,柠檬酸根吸附在银纳米颗粒上,无法被离心水洗清除,再分散后的30纳米银纳米颗粒表面功能团为带负电的柠檬酸根。
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