一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法，包括：(1)将316LSS置于高氯酸的乙二醇电解液中，阳极氧化，得到具有纳米凹坑阵列的316LSS；2)将亚硒酸或亚硒酸盐溶液在搅拌下滴加到抗坏血酸溶液中，搅拌，得到Se溶液；(3)将步骤(2)中的Se溶液滴入到步骤(1)中的具有纳米凹坑阵列的316LSS中，‑5℃～10℃静置4～24h，清洗，干燥，煅烧即得。本发明专利技术解决了制备有序纳米Se点阵的问题，制备方法简单高效，环境友好，成本低廉；得到的Se纳米点阵粒径均一且分布规整，纳米Se点阵结构长程有序且分布密集，可用于材料表面功能改性和抗菌抗肿瘤等生物医药领域。

Method for preparing two-dimensional ordered nano Se dot matrix of medical 316L stainless steel surface

Including the preparation method, the invention relates to a medical 316L stainless steel surface two-dimensional ordered nano Se dot matrix: (1) 316LSS in perchloric acid glycol electrolyte, anodic oxidation, with nano pits array 316LSS; 2) the selenite or selenite solution stirring under stirring adding ascorbic acid solution in Se, get the solution; (3) the step (2) in Se solution was added to the step (1) in nano pits array 316LSS, 5 to 10 DEG C standing for 4 ~ 24h, cleaning, drying, calcining to obtain. The invention solves the problem of preparing ordered nano Se lattice, the preparation method is simple and efficient, environmentally friendly, low cost; the obtained Se nanometer lattice homogeneous particle diameter and distribution regularity of nano Se lattice structure of long-range ordered and dense, can be used for material surface modification and antibacterial and anti tumor biological medicine field.

【技术实现步骤摘要】
一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法
本专利技术属于316LSS材料领域，特别涉及一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法。
技术介绍
316LSS因其优良的性能和低廉的价格而广泛应用于临床医疗领域，在其长期临床应用中，仍然存在难以避免的问题和不足，如不具备生物活性和抗菌抗肿瘤等性能。为了赋予316LSS生物活性并改善其抗菌抗肿瘤性能，一种有效的方法就是对基体材料进行表面改性。Se元素是人体必须的微量元素，参与机体正常的新陈代谢。纳米Se具有毒性弱、抗氧化性能好、生物活性高等优点，能保护生物体与细胞的氧化性损伤、调节自身免疫能力、增强药物协同性，是医学上用来预防和治疗疾病，维持生命健康的重要物质。有序的纳米Se点阵的比表面积大，具有更多的活性位点，从而赋予材料更优异的性能。此外，有序的纳米Se点阵可以提供一种物理凸起的结构，在细胞的生长过程中可以赋予其物理结构信号从而激活细胞内信号的通路，以达到促使细胞沿阵列的方向伸长生长的目的，这对研究细胞迁移、肿瘤发生等分子机理具有重要意义。纳米硒的制备方法很多，专利201110117933.5公布了一种电化学法制备纳米硒的方法。专利201510597535.6公布过一种生物制备纳米硒的方法。但大多数制备工艺繁琐，体系复杂，能源消耗量大且未制备出尺寸均一的纳米硒。最近，有关研究报道了通过氧化还原法在316LSS表面制备出纳米Se颗粒的方法(一种表面含纳米Se颗粒的316LSS的制备方法201510718220.2)，其制备包括通过电化学阳极氧化法得到具有纳米坑阵列的316LSS并将其置于Se溶液中，得到Se/316LSS。该方法快速简便，可制得较小尺寸的纳米Se颗粒，但该方法制得的颗粒是无规分布在316LSS凹坑内，存在凹坑空填现象，且制备过程中纳米颗粒易团聚致使所得产物大小不均，可控度差，无法形成点阵结构。因此，要实现纳米Se有序点阵的制备，需要进一步的探索。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法，该方法解决了制备有序纳米Se点阵的问题，制备方法简单高效，环境友好，成本低廉。本专利技术的一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法，包括：(1)将316LSS置于高氯酸的乙二醇电解液中，阳极氧化，得到具有纳米凹坑阵列的316LSS；其中，高氯酸与乙二醇的体积比为1:15～25，电解液温度为-5℃～10℃；(2)将亚硒酸或亚硒酸盐溶液在搅拌下滴加到抗坏血酸溶液中，搅拌，得到Se溶液；其中，亚硒酸或亚硒酸盐溶液与抗坏血酸溶液的体积比为1:1.5～4.5；(3)将步骤(2)中的Se溶液滴入到步骤(1)中的具有纳米凹坑阵列的316LSS中，-5℃～10℃静置4～24h，清洗，干燥，煅烧得到表面具有有序纳米Se点阵的316LSS；其中，煅烧温度为250℃～550℃，升温速率为1℃/min～4℃/min，煅烧时间为3h～6h。所述步骤(1)中的阳极氧化的电压为20V～70V，时间为30s～15min。所述步骤(1)中的具有纳米凹坑阵列的316LSS表面坑径为50nm～150nm，表面坑深为2nm～9nm，表面坑密度为(1.5±0.3)×1010(个/cm2)。所述步骤(2)中的亚硒酸盐为亚硒酸钠或亚硒酸钾。所述步骤(2)中的亚硒酸或亚硒酸盐溶液的浓度为0.01mol/L～0.05mol/L，抗坏血酸溶液的浓度为0.01～0.1mol/L。所述步骤(2)中的搅拌温度为0℃～10℃，时间为1min～10min。所述步骤(3)中的清洗方式为用乙醇清洗后再用去离子水反复冲洗。所述步骤(3)中的干燥温度为35℃～80℃，干燥时间为1h～10h。所述步骤(3)中得到的表面具有有序纳米Se点阵的316LSS中Se纳米颗粒与316LSS基板之间的高度差为5nm～14nm。所述Se纳米颗粒直径为40nm～140nm，间距为25nm～40nm，密度为(1.5±0.3)×1010(个/cm2)。本专利技术首先采用氧化还原法制备纳米Se溶液，再以表面具有纳米坑阵列的316LSS作为载体，滴加纳米Se溶液，使溶液中的纳米Se颗粒均匀的分散在316LSS表面，随后将样品热处理，冷却后即得有序排布的纳米Se点阵。本专利技术操作便捷，高效温和，可制备出大面积二维有序纳米Se点阵，重复性好，具有广阔的应用前景。本专利技术利用表面改性技术弥补了316LSS不足并获得复合材料性能，具有重要的理论和应用价值。本专利技术采用场发射扫描电镜(FESEM)观察316LSS表面纳米凹坑阵列，316LSS表面的纳米Se点阵表面形貌，采用X-射线能谱(EDS)分析材料表面元素组成的变化，其结果如图1～图4所示。有益效果(1)本专利技术的制备方法简单易行，环境友好，成本低廉且便于推广；(2)本专利技术得到的纳米Se点阵高度有序，Se纳米颗粒粒径均一且分布规整；(3)本专利技术得到的纳米Se点阵以316LSS表面的纳米凹坑阵结构为模板，复制出了与凹坑阵结构对应的有序凸点阵结构；(4)本专利技术得到的纳米Se/316LSS具有显著的促ADSCs生长效应，可用于材料表面功能改性和抗菌抗肿瘤等生物医药领域。附图说明图1为实施例1中316LSS表面有序纳米凹坑阵列不同放大倍数下的FESEM图；图2为实施例1中316LSS表面有序纳米Se阵列不同放大倍数下的FESEM图；图3为实施例1中表面具有有序纳米坑阵列的316LSS的EDS能谱图；图4为实施例1中316LSS表面有序纳米Se阵列的EDS能谱图；图5为实施例1中316LSS表面有序纳米Se阵列的促ADSCs增长数据统计图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1(1)316LSS表面纳米凹坑阵列的制备：将316LSS于高氯酸、乙二醇的混合液(V:V＝1:15)中，体系溶液温度为0℃，40V阳极氧化10min，坑径为50nm，坑深为5nm，坑密度为1.5×1010(个/cm2)。(2)Se溶液的制备：将0.1g的亚硒酸钠加入到10mL温度为3℃的去离子水中，搅拌均匀；将0.2g的抗坏血酸加入到20mL温度为3℃的去离子水中，搅拌均匀，然后保持温度为0℃边搅拌边将亚硒酸钠溶液滴加入抗坏血酸的水溶液中，时间为1min，得到Se溶液。(3)将(2)中制得的Se溶液迅速滴入到装有纳米坑阵列的316LSS的玻璃小瓶中，5℃静置4h。(4)取出样品，用乙醇和去离子水交替冲洗材料表面，在35℃下干燥6h。(5)将样品在马弗炉中300℃焙烧，升温速率2℃/分钟，300℃下保温5h。(6)将316LSS表面纳米Se点阵用FESEM和EDS进行表征，如图1、图2、图3和图4所示。其中，图1图2表明，利用316LSS的表面纳米坑阵列，制备了纳米颗粒有序点阵；图3和图4表明，316LSS表面的有序点阵是纳米Se阵列，其中，Se纳米颗粒直径为45nm，间距30nm，密度1.5×1010(个/cm2)，Se纳米颗粒与31本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法，包括：(1)将316LSS置于高氯酸的乙二醇电解液中，阳极氧化，得到具有纳米凹坑阵列的316LSS；其中，高氯酸与乙二醇的体积比为1:15～25，电解液温度为‑5℃～10℃；(2)将亚硒酸或亚硒酸盐溶液在搅拌下滴加到抗坏血酸溶液中，搅拌，得到Se溶液；其中，亚硒酸或亚硒酸盐溶液与抗坏血酸溶液的体积比为1:1.5～4.5；(3)将步骤(2)中的Se溶液滴入到步骤(1)中的具有纳米凹坑阵列的316LSS中，‑5℃～10℃静置4～24h，清洗，干燥，煅烧得到表面具有有序纳米Se点阵的316LSS；其中，煅烧温度为250℃～550℃，升温速率为1℃/min～4℃/min，煅烧时间为3h～6h。

【技术特征摘要】
1.一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法，包括：(1)将316LSS置于高氯酸的乙二醇电解液中，阳极氧化，得到具有纳米凹坑阵列的316LSS；其中，高氯酸与乙二醇的体积比为1:15～25，电解液温度为-5℃～10℃；(2)将亚硒酸或亚硒酸盐溶液在搅拌下滴加到抗坏血酸溶液中，搅拌，得到Se溶液；其中，亚硒酸或亚硒酸盐溶液与抗坏血酸溶液的体积比为1:1.5～4.5；(3)将步骤(2)中的Se溶液滴入到步骤(1)中的具有纳米凹坑阵列的316LSS中，-5℃～10℃静置4～24h，清洗，干燥，煅烧得到表面具有有序纳米Se点阵的316LSS；其中，煅烧温度为250℃～550℃，升温速率为1℃/min～4℃/min，煅烧时间为3h～6h。2.根据权利要求1所述的一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的阳极氧化的电压为20V～70V，时间为30s～15min。3.根据权利要求1所述的一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的具有纳米凹坑阵列的316LSS表面坑径为50nm～150nm，表面坑深为2nm～9nm，表面坑密度为(1.5±0.3)×1010(个/cm2)。4.根据权利要求1所述的一种医用316L不锈钢表面二维有序纳米Se点阵的制备方法，其特征在于：所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪似愚，梅琳，刘玉昆，崔冉，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31