一种包括低聚甘氨酸自组装体和纳米线的材料制造技术

本发明专利技术涉及一种包括低聚甘氨酸自组装体和纳米线的材料。该材料用作电极、导电和透明杂化材料、pH传感器、以及在生物医学中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种包括低聚甘氨酸自组装体和纳米线的材料
本专利技术涉及一种多功能杂化材料，其包括低聚甘氨酸自组装体和纳米线(NWs)。本专利技术进一步涉及获得所述材料的方法，以及涉及所述材料作为电极、导电和透明杂化材料及pH传感器的应用。
技术介绍
近年来，关于一维材料、特别是包括纳米线(NWs)的合成、性能和应用的研究已经有很多。它们独特的物理性能取决于它们的组成，以及它们的高纵横比和表面积，其已经导致了NWs在多种装置和应用中的应用，可能包括电子、电化学、光子和生物应用，在储能装置、太阳能电池和传感器(参见，例如，MaterialsToday2006,9,18-27；AdvancedMaterials2014,26,2137-2184)中的应用。已经发现了具有非常不同的组份和性能的NWs，例如金属NWs(Au，Ag，Pt，Ni等)、半导体NWs(Si，GaN，GaAs，ZnO，PbSe...)、绝缘NWs(TiO2，SiO2等)和有机NWs(例如，conductivepolymers,JournaloftheAmericanChemicalSociety2005,127,496-497)。银纳米线(AgNWs)具有非常高的光传输，但是同时具有非常低的薄层电阻(Rs)，这一点与它们渐减的成本和目前大规模的生产方法相结合，使得它们在透明和柔性电子器件领域成为完美的选择(参见，例如，NanoLetters2012,12,3138-3144；ACSNano2009,3,1767-1774；ACSAppliedMaterials&Interfaces2013,5,10165-10172；MaterialsResearchBulletin2013,48,2944-2949；Nanoscale2014,6,946-952)。另外，AgNWs和二维材料、例如石墨烯的协同作用已经被证实为电极提供了额外的功能，例如机械柔韧性和改善的电子运输性能，这一点可能使得AgNWs与ITO(氧化铟锡)具有商业竞争力(AdvancedFunctionalMaterials2014,24,7580-7587)。金纳米线(AuNWs)由于其化学稳定性、生物相容性和高电导率而在很多应用中非常引人关注，包括应用于透明电极、(ProcediaEngineering2016,141,152-156)、传感器、能源(太阳能电池)和生物医学。金线在细胞和组织中的渗透能力与在电场下的高电导率和处理能力相结合(Nat.Nanotechnol.2011,6,57-64；Appl.Phys.Lett.2004,85,4175)使得AuNWs在生物医学中的应用很有吸引力：诊断成像(Chem.Commun.,2013,49,11038-11040)、生物传感器和外源性药物的纳米注射(J.Mater.Sci.Tech.2015,31,573-580)。由于AuNWs的表面改性而导致的AuNWs的功能化对于所有的这些应用都是有意义的。已经公开和合成了能够在二维系统中组装的低聚甘氨酸，不是自发地就是在表面辅助工艺下，其稳定性是基于氢键的形成(参见，例如，ChemBioChem2003,4,147-154；NanotechnologiesinRussia2008,3,291-302；J.Org.Chem.2014,10,1372-1382)。这些类型的二维结构(supramers)被称为自组装体。自组装体在水中和酸性介质中是可溶的。通过将介质的pH值转换为基本值有利于自组装和聚集。由于其肽层在病毒表面的吸附阻断了病毒对细胞的粘附，因此自组装体在生物医学领域已经引起关注(参见，例如，ChemBioChem,2003,4,147-154；GlycoconjugateJournal2004,21,471-478)。另一方面，自组装体的这种能够形成具有预定厚度的完全平坦的和刚硬的层的可利用性，使其有希望用于新的纳米材料的设计以及作为纳米器件的平台(参见，例如，J.Org.Chem.2014,10,1372-1382)。以前的工作已经表明，自组装体可以作为pH控制加载和释放抗癌药物和荧光物质的载体(ACSAppl.Mater.Interfaces2016,8,1913-1921)。因此，由于AgNWs或AuNWs的高成本，不需要高含量的AgNWs或AuNWs的具有改善的物理化学性能的AgNWs或AuNWs的电极，将是令人期望的。
技术实现思路
因此，本专利技术公开了在低聚甘氨酸自组装体和NWs之间观察到的协同效应，特别是银纳米线(AgNWs)或金纳米线(AuNWs)，以提供具有改善的物理化学性能的NW材料。关于AgNWs，自组装体涂层显著地降低了电极的薄层电阻(Rs)，也起到阻挡水分、防止高温和保持电极透明度的作用。由于AgNWs的高成本，在不增加AgNWs的添加量的情况下减少Rs对于透明的、柔性的、耐磨的和廉价的电极的制备是有益的。另外，低聚甘氨酸允许对外部刺激(例如，pH的改变)的反应的可逆转变，这一点使其对于传感器的制备是有益的。因此，本专利技术的一方面涉及一种材料，包括低聚甘氨酸自组装体和纳米线(NWs)。在另一个实施方式中，本专利技术涉及如上定义的材料，其中，所述NWs为银纳米线(AgNWs)。在另一个实施方式中，本专利技术涉及如上定义的材料，其中，所述NWs为金纳米线(AuNWs)。在另一个实施方式中，本专利技术涉及如上定义的材料，其中，所述低聚甘氨酸自组装体沉积在所述NWs上。在另一个实施方式中，本专利技术涉及如上定义的材料，其特征在于，为基材/NWs/自组装体多层系统，优选为多层基材/AgNWs/自组装体或基材/AuNWs/自组装体系统。在这些系统中，杂化AgNWs/自组装体或AuNWs/自组装体保持附着在基材上，尽管在某些条件下(例如，调节pH)，它们可以从基材脱离，这些杂化材料本身形成导电的和透明的膜，其在液体介质中也可以被转移到其它基材上。在另一个实施方式中，本专利技术涉及如上定义的材料，其特征在于，为导电的和透明的膜。在另一个实施方式中，本专利技术涉及如上定义的材料，其特征在于，为导电的和透明的膜，其在液体介质中可以被转移到其它基材上。本专利技术的另一方面涉及获得如上所述的材料的方法，包括：i)NWs在基材上的沉积，优选通过喷涂沉积，优选地，其中所述基材选自玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；以及ii)低聚甘氨酸自组装体溶液在步骤i)制得的NWs膜上的沉积。对于AgNWs的沉积，使用稀释自5mg/mL的原始分散液的0.1mg/mL的异丙醇分散液。使用的AgNWs的平均直径和长度分别为60纳米和10微米。稀释的分散液被用于AgNW膜的制备，在基材上的AgNW膜的密度通过分散液的喷涂体积控制。AgNWs分散液的喷涂过程在30psi的压力和在喷枪喷嘴与基材的距离为10cm下进行。当使用具有相同浓度的AgNWs分散液时，在基材上的AgNW膜的密度通过喷涂体积控制，借助于Rs和使用原子力显微镜(AFM)观察的形貌来验证沉积的AgNWs的密度。使用双触角(biantennary)、三触角(triantennary)和四触角(tetrantennary)低聚甘氨酸的水溶液进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料，包括低聚甘氨酸自组装体和纳米线(NWs)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 ES P2015318431.一种材料，包括低聚甘氨酸自组装体和纳米线(NWs)。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述NWs为银纳米线(AgNWs)。3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述NWs为金纳米线(AuNWs)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的材料，其特征在于，所述低聚甘氨酸自组装体沉积在所述NWs上。5.一种制备根据权利要求1至4中任一项所述的材料的方法，包括：i)NWs在基材上的沉积，优选通过喷涂沉积，优选地，其中所述基材选自玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；以及ii)低聚甘氨酸自组装体溶液在步骤i)制得的NWs膜上的沉积。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，通过滴注...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃德加·曼纽尔·穆诺兹·德·米格尔，罗萨·加里加·马特奥，阿朗·布莱恩·道尔顿，伊莎贝拉·尤雷威茨，
申请(专利权)人：康斯乔最高科学研究公司，萨拉戈萨大学，萨里大学，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES