具有等离子体粒子表面涂层的柔性基底及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制品，所述制品包括具有第一主表面的聚合物基底，所述第一主表面包含附接到其上的多个粒子，且所述粒子上具有等离子体材料。本文所述的制品可用于例如指示分析物的存在或甚至数量。

Flexible substrate with plasma particle surface coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有等离子体粒子表面涂层的柔性基底及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年12月19日提交的美国临时专利申请62/436072的权益，该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
技术介绍
粒子组装体的配向或取向是通常比较受欢迎的构造，因为它们可赋予集体特性，并且配向或取向粒子组装体的许多实施方案是已知的。例如，Huang,M.H.等人在《科学》2001年第292卷第5523期第1897-1899页的《室温紫外纳米线纳米激光器》(“Room-TemperatureUltravioletNanowireNanolasers,”Huang,M.H.etal.,Science,292,No.5523,pp.1897-1899(2001))中报道，自组织的<0001>取向氧化锌纳米线阵列表现出室温紫外激光发射效应。例如，Mizuno,K.等人在《美国国家科学院院刊》2009年第106卷第15期第6044-6047页的《来自竖直配向的单壁碳纳米管的黑体吸收体》(“ABlackBodyAbsorberFromVerticallyAlignedSingle-WalledCarbonNanotubes,”Mizuno,K.etal.,ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica(PNAS),106(15),pp.6044-6047(2009))中报道了与黑体表现最相似的一丛竖直配向的单壁碳纳米管，几乎完全吸收在非常宽的光谱范围(0.2-200微米)内的光。例如，在“AdhesiveForceofaSingleGeckoFoot-Hair,”Autumn,K.etal.,Nature,405,pp.681-685(2000)(“单根壁虎脚毛的粘合力”，Autumn,K.等人，《自然》，第405卷，第681-685页，2000年)中报道了具有近五十万根角质毛或刚毛的壁虎脚，其中每根刚毛包含数百个终止于0.2-0.5微米刮刀形结构的突出部，其中刚毛的宏观取向和预加载使附着力比材料的摩擦测量结果增加了600倍。例如在美国专利No.8,685,124B2(David等人)中报道了带涂层磨料制品中的配向成型磨粒。制备配向或取向粒子组装体的方法也是本领域中已知的。例如在“ABlackBodyAbsorberFromVerticallyAlignedSingle-WalledCarbonNanotubes,”Mizuno,K.etal.,ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica(PNAS),106(15),pp.6044-6047(2009)(“来自竖直配向的单壁碳纳米管的黑体吸收体”，Mizuno,K.等人，《美国科学院院报》(PNAS)，第106卷第15期，第6044-6047页，2009年)中报道了在750℃下用乙烯作为碳源并用水作为催化剂增强剂和防腐剂，通过水辅助化学气相沉积(CVD)在硅基底上“超速成长(SuperGrowth)”而合成的竖直配向的单壁碳纳米管(丛)。例如，在“SurfaceModificationStudiesofEdge-OrientedMolybdenumSulfideNanosheets,”Zhang,H.etal.,Langmuir,20,pp.6914-6920(2004)(“边缘取向的硫化钼纳米片的表面改性研究”，Zhang,H.等人，《朗缪尔》，第20卷，第6914-6920页，2004年)中报道了通过蒸发基于Mo(IV)-四(二乙氨基二硫代甲酸盐)的单源前体合成的边缘取向的MoS2纳米片。然而，由于所涉及的高温处理条件(300℃或更高)，这些方法限于热稳定的基底，并且涉及来自气体或蒸气源的粒子的直接生长。替代方法可包括预成形粒子的配向，并且可能不需要高温(300℃或更高)或涉及粒子的直接生长。例如，在美国专利8,771,801B2(Moren等人)中报道了一种将粒子施加到在其相对的两个主表面之一上具有底漆层的背衬上并通过静电力将该粒子附接至该底漆层的方法。例如，在“ElastomericThermalInterfaceMaterialsWithHighThrough-PlaneThermalConductivityFromCarbonFiberFillersVerticallyAlignedbyElectrostaticFlocking,”Uetani,K.etal.,AdvancedMaterials,26,pp.5857-5862(2014)(“来自通过静电植绒竖直配向的碳纤维填料的具有高贯通面热导率的弹性体热界面材料”，Uetani,K.等人，《先进材料》，第26卷，第5857-5862页，2014年)中报道了用于在平面基底上制造竖直配向的高密度碳纤维(CF)阵列的静电植绒。然而，在静电植绒过程中的高压放电是常见的絮状物着火危险，并且一般来讲，随着粒子尺寸的减小，爆炸的严重程度趋于增加。在“ReviewoftheExplosibilityofNontraditionalDusts,”Worsfold,S.M.etal.,Industrial&EngineeringChemistryResearch,51,pp.7651-7655(2012)(“对非传统粉尘的爆炸性的综述”，Worsfold,S.M.等人，《工业与工程化学研究》，第51卷，第7651-7655页，2012年)中已将纤维絮凝物着火作为近年来在絮凝物制造工厂中发生的至少一次爆炸的原因。期望另外的配向或取向的粒子组装体以及制备配向或取向的粒子组装体的方法，包括具有除粒子的配向或取向之外的附加功能的配向或取向的粒子组装体。
技术实现思路
一方面，本公开描述了一种制品，该制品包括具有第一主表面的聚合物基底，所述第一主表面包含附接到其上的多个二维粒子(如，粘土(包括蛭石)粒子、玻璃粒子、氮化硼粒子、碳粒子、二硫化钼粒子或氯氧化铋粒子中的至少一种)，该多个二维粒子具有集体外表面，以及位于该集体外表面的至少一部分上的包含等离子体材料(例如，金、银、铜、铂、钌、镍、钯、铑、铱、铬、铝、铁、锡、铅、锌、它们的组合(例如，铂层和钌层，或共沉积的铂和钌)、或它们的合金(例如，Pt-Fe合金)中的至少一种)的层，该多个粒子各自具有外表面，其中对于按数量计至少50％(在一些实施方案中，55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、或甚至至少95％)的粒子，至少20％(在一些实施方案中，至少25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、或甚至至少95％)的相应粒子表面积由与该聚合物基底的第一主表面形成5度至175度范围内的切角(在一些实施方案中，至少一个在10度至170度、15度至165度、20度至160度、25度至155度、30度至150度、35度至145度、40度至140度、45度至135度、50度至130度、55度至125度、60度至120度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制品，所述制品包括具有第一主表面的聚合物基底，所述第一主表面包含附接至其上的多个二维粒子，所述多个二维粒子具有集体外表面，以及位于所述集体外表面的至少一部分上的包含等离子体材料的层，其中对于按数量计至少50％的所述粒子，至少20％的相应粒子表面积由与所述聚合物基底的所述第一主表面形成5度至175度范围内的切角的点组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.19 US 62/436,0721.一种制品，所述制品包括具有第一主表面的聚合物基底，所述第一主表面包含附接至其上的多个二维粒子，所述多个二维粒子具有集体外表面，以及位于所述集体外表面的至少一部分上的包含等离子体材料的层，其中对于按数量计至少50％的所述粒子，至少20％的相应粒子表面积由与所述聚合物基底的所述第一主表面形成5度至175度范围内的切角的点组成。2.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述等离子体材料是在紫外波长范围、可见光波长范围、或红外波长范围内的至少一个波长的等离子体材料。3.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述包含等离子体材料的层具有至少10纳米的平面等效厚度。4.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述粒子包含介电材料。5.根据前述权利要求中任一项所述的制品，所述制品还包括设置在所述多个粒子与所述等离子体材料之间的介电层。6.一种制品，所述制品包括具有第一主表面的聚合物基底，所述第一主表面在所述聚合物基底的所述第一主表面上具有接合层以及附接至所述接合层，所述粒子具有集体外表面，以及位于所述集体外表面的至少一部分上的包含等离子体材料的层，所述粒子各自具有外表面，其中对于按数量计至少50％的所述粒子，至少20％的相应粒子表面积由与所述聚合物基底的所述第一主表面形成5至175度范围内的切角的点组成。7.根据权利要求6所述的制品，其中所述等离子体材料是在所述紫外波长范围、可见光波长范围、或红外波长范围内的至少一个波长的等离子体材料。8.根据权利要求6或7所述的制品，其中所述包含等离子体材料的层具有至少10纳米的平面等效厚度。9.根据权利要求6至8中任一项所述的制品，所述制品还包括设置在所述多个粒子与所述等离子体材料之间的介电层。10.一种对粒子进行取向的方法，所述方法包括：将多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜明灿，E·K·L·Y·哈吉梅，D·L·埃尔莫雷，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US