一种纳米线阵列及其制备方法和应用技术

本申请提供一种纳米线阵列及其制备方法和应用。该纳米线阵列包括基底、以及生长在所述基底上的多根纳米线，其中至少部分纳米线为表面具有氧空位的氧化钛纳米线，所述氧化钛纳米线的氧空位处化学吸附金元素。本申请的纳米线阵列产品结构和制备工艺均简单、光电反应强，植入眼内后使眼睛恢复视觉功能的效果明显。显。显。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米线阵列及其制备方法和应用


[0001]本申请属于感光材料
，具体涉及一种纳米线阵列及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]视网膜中的光感受器的退化会造成多种视网膜退化疾病，严重的甚至会造成失明。
[0003]相关技术中，将微型相机植入人眼，由微型相机获取视觉图像，并视觉图像解码为电信号，以刺激视网膜上的神经元，从而引起神经元反应。一方面，这种技术中产品结构复杂；另一方面，由于输出电信号的电极密度有限，导致修复后的视觉的成像分辨率低。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种纳米线阵列及其制备方法和应用。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：一种纳米线阵列，包括基底、以及设置在所述基底上的多根纳米线，其中至少部分所述纳米线为表面具有氧空位的氧化钛纳米线，所述氧化钛纳米线的氧空位处化学吸附金元素。
[0006]为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：一种纳米线阵列的制备方法，包括：
[0007]在基底上形成二氧化钛纳米线阵列；
[0008]将所述二氧化钛纳米线阵列在还原性气体中进行热处理，得到表面具有氧空位的氧化钛纳米线阵列；
[0009]将具有氧空位的氧化钛纳米线阵列置于含金离子的酸性溶液中静置设定时长后取出，随后将所述纳米线阵列置于惰性气体中进行热处理，以使所述氧化钛纳米线的氧空位处化学吸附金元素。
[0010]为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：前述纳米线阵列在制备用于视觉修复的产品中的应用。
[0011]与现有技术相比，本申请的有益效果为：该纳米线阵列的产品结构简单、生物相容性强。该纳米线阵列被植入眼内之后，能够替代退化的光感受器，且具有成像分辨率高、信号强度高的优点。
附图说明
[0012]图1是根据本申请实施例的纳米线阵列的结构图，其中，a图为纳米线阵列的侧面扫描电子显微镜(SEM)照片，b图为纳米线阵列的顶面SEM照片，c图为纳米线阵列的局部透射电子显微镜(TEM)照片。
[0013]图2是根据本申请实施例的纳米线阵列的制备方法的流程示意图。
[0014]图3展示的是本申请实施例的纳米线阵列的吸收谱及光电流，其中，a图为Au@
TiO2‑
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纳米线阵列在250nm到950nm之间的波长范围吸收谱，b图为Au@TiO2‑
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纳米线阵列光电流测试示意图，c图为Au@TiO2‑
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纳米线阵列在蓝光和绿光照射下的光电流，d图为Au@TiO2‑
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纳米线阵列与Au@TiO2纳米线阵列光电流大小比较。
[0015]图4展示的是Au@TiO2‑
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纳米线阵列在盲小鼠离体视网膜上的应用，其中，a图为离体记录盲小鼠视网膜细胞贴合Au@TiO2‑
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纳米线阵列后的神经活动，视觉刺激为移动的蓝色光条，b图为正常小鼠接收移动光条刺激后神经节细胞的电活动，c图为盲小鼠接收移动光条刺激后神经节细胞的电活动，d图为贴合Au@TiO2‑
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纳米线阵列后的盲小鼠接收移动光条刺激后神经节细胞的电活动，e图为离体记录盲小鼠视网膜细胞贴合Au@TiO2‑
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纳米线阵列后的神经活动，视觉刺激为闪烁的白光光块，f图为正常小鼠接收闪烁光块刺激后神经节细胞的电活动，g图为盲小鼠接收闪烁光块刺激后神经节细胞的电活动，h图片为贴合Au@TiO2‑
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纳米线阵列后的盲小鼠接收闪烁光块刺激后神经节细胞的电活动。
[0016]图5展示的是Au@TiO2‑
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纳米线阵列修复盲小鼠视觉行为能力的应用，其中，a图为让小鼠区分移动和静止光条的行为学范式，b图为正常小鼠、盲小鼠、植入Au@TiO2‑
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纳米线阵列后的盲小鼠在区分移动和静止蓝色光条实验中的正确率，c图为让小鼠区分常亮和闪烁光块的行为学范式，d图片为正常小鼠、盲小鼠、植入Au@TiO2‑
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纳米线阵列后的盲小鼠在区分常亮和闪烁白色光块实验中的正确率。
[0017]图6展示的是Au@TiO2‑
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纳米线阵列植入盲小鼠后视皮层神经元的神经活动，其中，a图为盲小鼠植入Au@TiO2‑
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纳米线阵列并在视皮层中进行双光子成像的模式图，b图为盲小鼠植入Au@TiO2‑
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纳米线阵列前、植入后5天以及植入后84天视皮层中有反应细胞的分布，c图为盲小鼠植入Au@TiO2‑
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纳米线阵列前、植入后5天、7天、28天、56天以及84天视皮层中细胞的光反应示例。
[0018]图7为Au@TiO2‑
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纳米线阵列植入猕猴后的眼底和OCT信息，其中，a图为猕猴植入Au@TiO2‑
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纳米线阵列前后的眼底照片，b图为猕猴植入Au@TiO2‑
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纳米线阵列后不同时间点的OCT照片，c图为:猕猴植入Au@TiO2‑
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纳米线阵列后不同时间点的眼底无赤光照片。
[0019]图8为Au@TiO2‑
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纳米线阵列修复猕猴视觉行为能力的应用，其中，a图为猕猴检测Au@TiO2‑
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纳米线阵列依赖的视觉能力的行为范式模式图，b图为视觉刺激对应猕猴眼底Au@TiO2‑
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纳米线阵列的位置示意图，c图为猕猴扫视任务中眼睛扫视终点在蓝光刺激位点周围的分布情况。
具体实施方式
[0020]在本申请中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中存在所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，但是并不排除存在一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。
[0021]另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0022]下面结合附图所示的实施例对本申请作进一步说明。
[0023]参考图1，本申请的实施例提供一种纳米线阵列，包括基底、以及设置在所述基底上的多根纳米线，其中至少部分所述纳米线为表面具有氧空位的氧化钛纳米线，所述氧化钛纳米线的氧空位处化学吸附金元素。
[0024]具有氧空位氧化钛纳米线的化学式可以表示为TiO2‑
x
。其中，x的可选范围为0＜x＜0.5，其典型范围为0＜x＜0.1。在该氧空位处，金元素可以与钛形成化学键，即金原子、金团簇或金纳米粒子化学吸附在氧化钛纳米线上。该纳米线的化学式为：Au@TiO2‑
x
。由此，不仅金与氧化钛纳米线的结合更加稳固，氧化钛纳米线能够吸附的金的量也会更大，金元素在可见光波段有等离子共振吸收，产生更强光电反应，从而使该纳米线阵列中的纳米线能够产生强烈的光电反应，得到较大的光电流。如将该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米线阵列，包括基底、以及生长在所述基底上的多根纳米线，其特征在于，至少部分所述纳米线为表面具有氧空位的氧化钛纳米线，所述氧化钛纳米线的氧空位处化学吸附金元素。2.根据权利要求1所述的纳米线阵列，其特征在于，所述金元素以单原子、团簇和纳米粒子中的至少一种形式存在。3.根据权利要求1所述的纳米线阵列，其特征在于，所述基底包括绝缘本体以及设置在所述绝缘本体上的导体层，所述纳米线设置在所述导体层上；或者，所述基底为半导体基底。4.根据权利要求1所述的纳米线阵列，其特征在于，所述纳米线的密度大于107根/mm2。5.一种纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括：在基底上形成二氧化钛纳米线阵列；将所述二氧化钛纳米线阵列在还原性气体中进行热处理，得到表面具有氧空位的氧化钛纳米线阵列；将具有氧空位的氧化钛纳米线阵列置于含金离子的酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉漪，郑耿锋，颜彪，袁源智，杨入祎，赵鹏，彭陈，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：