[发明专利]基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法及其产物

权利要求书

1.基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)制备液态水溶性聚合物胶体，覆盖到不溶于水的硬质衬底表面，所述聚合物胶体在所术硬质衬底表面固化后，在所述聚合物胶体表面覆盖金属网，得到聚合物模板A，所述聚合物模板为三层夹心结构，由下到上分别为衬底、水溶性聚合物、金属网；所述金属网包括网线和网孔；

步骤(2)在步骤(1)得到的所述聚合物模板的上表面，物理沉积金属薄膜，得到衬底-水溶性聚合物-金属网-金属薄膜组成的四层结构的聚合物模板B，所述金属薄膜的厚度为10～50nm；

步骤(3)将步骤(2)得到的所述聚合物模板B，置于水中，去除金属网，所述金属薄膜被所述金属网的网线分割为网孔大小的金属纳米片，继续用水溶解所述水溶性聚合物，得到自支撑的二维金属纳米片，所述二维金属纳米片的的厚度为10～50nm，所述二维金属纳米片的形状由金属网的网孔形状决定。

2.如权利要求1所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法，其特征在于：所述的水溶性聚合物为聚乙烯醇PVA、聚乙二醇PEG、聚丙烯酰胺PAM中的任意一种。

3.如权利要求1所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法，其特征在于：所述的硬质衬底为硅片、载玻片、蓝宝石衬底中的任意一种。

4.如权利要求1所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法，其特征在于：所述的金属网的材料为铜；所述金属网的网孔密度为150～400目,所述金属网的网线直径密度为35微米；所述金属网的网孔形状为圆孔、方孔中的任意一种。

5.如权利要求1所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法，其特征在于：步骤(2)所述物理沉积的方式为磁控溅射；沉积的金属为Ta、W中的任意一种。

6.如权利要求5所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法，其特征在于：通过改变溅射功率和溅射时间来调节二维金属纳米片的厚度。

7.如权利要求1所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法，其特征在于：所述三层夹心结构中，水溶性聚合物的厚度为10～50μm。

8.如权利要求4所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法，其特征在于：所述金属网的网线直径为35微米。

9.如权利要求1所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法制得的二维金属纳米片，其特征在于：所述二维金属纳米片为Ta金属纳米片，所述Ta金属纳米片的形状为正方形，其边长为95μm；所述Ta金属纳米片的厚度为10nm；所述Ta金属纳米片的表面分布着均匀褶皱，所述褶皱的尺寸为50～100nm。

10.如权利要求1所述的基于水溶性聚合物制备自支撑金属纳米片的方法制得的二维金属纳米片，其特征在于：所述二维金属纳米片为Ta金属纳米片，所述Ta金属纳米片的形状为正方形，其边长为95μm；所述Ta金属纳米片的厚度为50nm；所述Ta金属纳米片的表面光滑无褶皱。