[发明专利]一种AgNWs@LiG@PDMS三明治结构柔性SERS基底的制备方法

说明书

本发明公开了一种AgNWs@LiG@PDMS三明治结构柔性SERS基底的制备方法，其特征在于：采用二氧化碳激光器制备激光诱导石墨烯(LiG)，然后通过聚二甲氧基硅氧烷(PDMS)转印策略将LiG完全的转印到PDMS柔性基底上，得到LiG@PDMS双层结构，在其表面旋涂银纳米线(AgNWs)，即制备得到AgNWs@LiG@PDMS三明治结构柔性表面增强拉曼光谱(SERS)基底，AgNWs/LiG@PDMS三明治结构柔性材料作为SERS基底材料的优点在于：PDMS提供柔性基底，抗拉伸性能好，但是在疏水性PDMS表面直接涂覆AgNWS，Ag纳米线容易脱落，增加LiG层一方面便于AgNWS的沉积和稳固性，另一方面LiG的良好的导电性有助于增强Ag纳米线的SERS性能。

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼散射活性基底的制备领域，特别是一种AgNWs@LiG@PDMS三明治结构柔性SERS基底的制备。

背景技术

表面增强拉曼光谱(SERS)被认为是最有前途和最通用的分析工具之一，因为它是一种非破坏性、快速和超灵敏的技术，它允许实时分析并提供分子信息。在过去的几十年中，SERS已广泛应用于环境监测、食品安全和法医学。根据SERS增强机制，银被认为是具有强信号响应的最佳SERS材料。此外，制造合适的银基SERS衬底是提高SERS性能的关键因素。在大多数情况下，选择硅和玻璃片作为各种Ag纳米结构的固体载体；然而，它们的刚性和脆性特性可能不方便实际应用。相比之下，柔性SERS基板更有利于表面的检测污染残留物，其中残留物可以通过擦拭不规则或粗糙的表面直接收集，具有最小的侵入或非侵入。大多数努力都集中在柔性SERS基板的开发上，包括纸、玻璃纤维和纤维素，以适应各种柔性、弯曲或非平面表面。据报道，在大多数情况下，贵金属纳米颗粒被装饰在柔性基板的表面上。然而，在没有保护层的情况下，纳米粒子很容易因表面擦拭而损坏；因此，后续的重用是不可能的。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体还因其化学稳定性、无毒、机械柔韧性、可弯曲性和疏水性而引起了对柔性SERS传感器应用的极大兴趣。特别是，PDMS的疏水性不仅可以防止分析物溶液的随机扩散以使其完全浓缩，而且可以通过酒精和水的洗涤进行回收和再利用。通常，多功能SERS检测涉及在PDMS表面加载等离子体金属纳米颗粒，提供局部表面等离子体共振和随后的电磁场增强。然而，仅PDMS的“粘性”性质不足以防止改性金属纳米颗粒被损坏或剥落。因此，有必要制造非常稳定的特殊结构。

发明内容

为解决上述技术效果，本发明制备了AgNWs@LiG@PDMS三明治结构柔性材料，采用PDMS柔性基底，具有较好的抗拉伸性能；在PDMS柔性基底与AgNWS之间采用LiG连接，一方面便于AgNWS的沉积和稳固性，另一方面LiG的良好的导电性有助于增强Ag纳米线的SERS性能。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案，制备流程图如图1所示，

一种AgNWs@LiG@PDMS三明治结构柔性SERS基底的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在聚酰亚胺薄膜(PI膜)上用二氧化碳激光器诱导制备激光诱导蓬松结构石墨烯(LiG)；

(2)通过聚二甲氧基硅氧烷(PDMS)转印策略将LiG转印到PDMS柔性基底上，得到LiG@PDMS双层结构；

(3)在LiG表面旋涂银纳米线(AgNWs)，待AgNWS充分干燥，即制备得到AgNWs@LiG@PDMS三明治结构柔性SERS基底。

进一步地，所述步骤(1)中二氧化碳激光器的激发功率为6％-30％，扫描频率为60-180KHZ，扫描速度为10-60mm/s。

进一步地，所述步骤(1)中紫外激光器诱导PI膜制备石墨烯可通过C4D软件制备所需的不同形状尺寸的石墨烯材料。