納米有序結(jié)構(gòu)的可控制備及其生物學(xué)相關(guān)應(yīng)用研究.pdf

1、有序納米結(jié)構(gòu)往往表現(xiàn)出獨(dú)特的性能，在生物學(xué)領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用潛能。某些貴金屬納米陣列結(jié)構(gòu)在一定波長(zhǎng)激光激發(fā)下，表現(xiàn)出表面等離體激元共振效應(yīng)，是一種高效的表面增強(qiáng)光譜襯底材料。具有特別形貌的納米陣列結(jié)構(gòu)，當(dāng)尺寸匹配時(shí)，具有抗抑菌效果，可用于制備物理抗菌材料。本論文以模板法為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并制備出有序納米陣列結(jié)構(gòu)并將其用于表面增強(qiáng)光譜及抗菌研究領(lǐng)域。通過(guò)對(duì)有序納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控，建立性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，最終達(dá)到應(yīng)用目的，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　

2、（1）以二氧化鈦納米管陣列結(jié)構(gòu)為模板，結(jié)合物理氣相沉積法制備出有序的銀納米結(jié)構(gòu)，作為表面增強(qiáng)拉曼光譜基底。通過(guò)調(diào)節(jié)銀納米結(jié)構(gòu)尺寸及單元周期，得到了具有最佳增強(qiáng)效果的襯底，其增強(qiáng)因子達(dá)到7.68×104，羅丹明6G的檢測(cè)極限濃度低至10-10mol/L。通過(guò)有限區(qū)域時(shí)域分析法模擬該結(jié)構(gòu)表面的電磁場(chǎng)分布，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果匹配度高，證明增強(qiáng)效果的可靠性和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性，在生物物質(zhì)及分子檢測(cè)領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值。
　?。?）以二氧化鈦納米

3、孔板結(jié)構(gòu)為模板，結(jié)合直流磁控濺射成膜工藝，通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)控制銀納米有序結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于表面增強(qiáng)拉曼光譜和熒光實(shí)驗(yàn)。當(dāng)銀納米結(jié)構(gòu)單元直徑約為100nm時(shí)，拉曼散射信號(hào)的增強(qiáng)因子可達(dá)到2.14×106，羅丹明6G濃度檢測(cè)限可達(dá)到10-14mol/L，適于極低濃度的生物物質(zhì)的拉曼光譜檢測(cè)；10-5mol/L羅丹明6G的熒光強(qiáng)度增強(qiáng)至18倍，通過(guò)異硫氰酸熒光素進(jìn)行染色的倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞骨架（Mc3t3-E1）的熒光增強(qiáng)強(qiáng)度為細(xì)胞熒光強(qiáng)度的14倍。此

4、外，熒光信號(hào)穩(wěn)定性得到大幅提升，20分鐘后仍保持初始強(qiáng)度的20％，該有序納米結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的表面增強(qiáng)拉曼和增強(qiáng)熒光效果，在生物學(xué)上具有極強(qiáng)的應(yīng)用潛力。
　　（3）在傳統(tǒng)陽(yáng)極氧化工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新的制備方法以及電解液配方分別制備出了結(jié)構(gòu)可控的超薄通孔陽(yáng)極氧化鋁薄膜以及氧化鋁納米線陣列結(jié)構(gòu)。新的制備方法只需一步陽(yáng)極氧化，簡(jiǎn)化了制備流程。通過(guò)鍍膜時(shí)間控制超薄通孔陽(yáng)極氧化鋁的厚度；通過(guò)氧化電壓、氧化時(shí)間、電解液濃度、溫度等參數(shù)對(duì)氧化鋁納米