柔性透光表面增强拉曼基底及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种表面增强拉曼基底及其制备方法。表面增强拉曼基底包括：活性纳米结构，所述活性纳米结构呈阵列排布以形成阵列薄膜；以及衬底，所述衬底形成于所述阵列薄膜的一侧；并且，所述衬底源自于高分子材料，至少部分所述高分子材料渗入所述活性纳米结构的孔隙中并包覆在所述阵列薄膜的表面。本发明专利技术的柔性透光表面增强拉曼基底利用高分子化合物对对活性纳米结构的部分包覆可以减缓活性纳米结构在大气条件下的氧化及硫化，从而提高基底的时间稳定性；进一步地，本发明专利技术通过使用高分子化合物形成的高分子膜，作为活性纳米结构的衬底，使表面增强拉曼基底具有弯折、伸展特性，在形状复杂的表面仍便于进行样品获取。形状复杂的表面仍便于进行样品获取。

【技术实现步骤摘要】
柔性透光表面增强拉曼基底及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种柔性透光表面增强拉曼基底及其制备方法，特别涉及一种可原位检测的柔性透光表面增强拉曼基底及其制备方法，属于痕量有机物检测


技术介绍

[0002]表面增强拉曼效应近年来广泛应用于化学、生物分子的痕量检测，其具有灵敏度高、检测成本低、无损分析等特点。该方法主要使用金、银或铜等贵金属材料作为表面增强拉曼基底，其中银纳米结构的表面增强拉曼效果最好。传统表面增强拉曼基底大多使用银、金纳米结构附着在硅片或玻璃片上的硬质基底结构，也可以使用柔性基底与银/金纳米结构相结合，获得柔性表面增强拉曼基底。
[0003]银纳米结构基底在空气中存放易发生氧化和硫化，在溶液中易被腐蚀，其化学稳定性差阻碍了银纳米结构基底的表面增强拉曼效应的应用。硬质表面增强拉曼基底由于其特性，其在形状复杂、柔软表面上的应用受到了限制。而多数柔性表面增强拉曼基底通过在柔性材料上附着纳米结构实现，存在制备工艺复杂，化学稳定性差的问题。
[0004]引用文献1公开一种柔性表面增强拉曼散射基底及其制备、检测方法。柔性表面增强拉曼散射基底包括柔性透明衬底和表面增强拉曼活性纳米结构；表面增强拉曼活性纳米结构为银纳米结构。制备方法为：在刚性衬底上沉积银纳米结构；通过“粘贴&剥离”的方法将活性银纳米结构从刚性衬底转移至柔性衬底表面。其中硅衬底上银纳米棒结构通过倾斜生长的方法制备得到。银纳米球结构通过柠檬酸钠加入沸腾的AgNO3溶液的方法得到。这种方法虽然克服了常规制备方法活性结构不均匀的缺点，但是不能解决银在大气条件下的氧化及硫化的问题。
[0005]因此，研究一种能够解决银在大气条件下的氧化及硫化的问题的柔性透光表面增强拉曼基底，成为亟待解决的技术问题。
[0006]引用文献：
[0007]引用文献1：CN109916877A

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]鉴于现有技术中存在的技术问题，本专利技术首先提供一种柔性透光表面增强拉曼基底。本专利技术的柔性透光表面增强拉曼基底利用高分子化合物对活性纳米结构的部分包覆可以减缓银在大气条件下的氧化及硫化，从而提高表面增强拉曼基底的时间稳定性；透光的高分子膜衬底允许激光和拉曼散射光穿透，使其具有在弯曲表面原位检测的特性。
[0010]进一步地，本专利技术还提供一种柔性透光表面增强拉曼基底的制备方法，该制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
[0011]用于解决问题的方案
[0012][1]、一种表面增强拉曼基底，其包括：
[0013]活性纳米结构，所述活性纳米结构呈阵列排布以形成阵列薄膜；以及
[0014]衬底，所述衬底形成于所述阵列薄膜的一侧；并且，
[0015]所述衬底源自于高分子材料，至少部分所述高分子材料渗入所述活性纳米结构的孔隙中并包覆在所述阵列薄膜的表面。
[0016][2]、根据上述[1]所述的表面增强拉曼基底，其中，所述活性纳米结构源自于贵金属，优选包括金和/或银。
[0017][3]、根据上述[1]或[2]所述的表面增强拉曼基底，其中，所述活性纳米结构的长度为200
‑
500nm；和/或，所述活性纳米结构与所述衬底呈垂直分布或者相对于所述衬底呈倾斜角度分布，优选地，所述倾斜角度为70
‑
75
°
。
[0018][4]、根据上述[1]‑
[3]任一项所述的表面增强拉曼基底，其中，所述高分子材料包括(甲基)丙烯酸系聚合物或含氟高分子材料中的一种或两种以上的组合；和/或，
[0019]所述表面增强拉曼基底的厚度为不小于10μm。
[0020][5]、一种根据上述[1]‑
[4]任一项所述的表面增强拉曼基底的制备方法，其包括使活性纳米结构与衬底复合成型的步骤。
[0021][6]、根据上述[5]所述的制备方法，其包括以下步骤：
[0022]在基材上沉积贵金属以形成活性纳米结构，且所述活性纳米结构呈阵列排布以形成阵列薄膜；
[0023]在所述基材上滴加高分子材料溶液以形成衬底，并使部分所述高分子材料渗入所述活性纳米结构的孔隙中并包覆在所述阵列薄膜的表面；
[0024]除去基材后，得到所述表面增强拉曼基底。
[0025][7]、根据上述[6]所述的制备方法，其中，制备阵列薄膜的步骤包括：将基材固定在电子束蒸发镀膜机的样品台上，调整入射角为82
°
～88
°
；在真空度为3
×
10
‑5～8
×
10
‑5Pa的环境下，以贵金属为靶材，在所述基材上倾斜生长活性纳米结构，得到阵列薄膜；或者，
[0026]将基材固定在电子束蒸发镀膜机的样品台上，调整入射角为82
°
～88
°
，同时旋转样品台，在真空度为3
×
10
‑5～8
×
10
‑5Pa的环境下，以贵金属为靶材，在所述基材上垂直生长活性纳米结构，得到阵列薄膜。
[0027][8]、根据上述[6]或[7]所述的制备方法，其中，所述高分子材料溶液为将高分子材料溶于有机溶剂中，得到高分子材料溶液；优选地，所述高分子材料溶液中，高分子材料的质量浓度为2％
‑
5％。
[0028][9]、根据上述[6]‑
[8]任一项所述的制备方法，其中，将所述基材上滴加高分子材料溶液后，放置在通风处4
‑
6h后，自然晾干，形成所述衬底。
[0029][10]、根据上述[8]所述的制备方法，其中，所述有机溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、苯甲醚或氯苯中的一种或两种以上的组合。
[0030]专利技术的效果
[0031]本专利技术的柔性透光表面增强拉曼基底利用高分子化合物对对活性纳米结构的部分包覆可以减缓活性纳米结构在大气条件下的氧化及硫化，从而提高基底的时间稳定性；
[0032]进一步地，本专利技术通过使用高分子化合物形成的高分子膜，作为活性纳米结构的衬底，使表面增强拉曼基底具有弯折、伸展特性，在形状复杂的表面仍便于进行样品获取；
[0033]进一步地，本专利技术的高分子膜具有透光性，因此，该高分子膜允许激光和拉曼散射
光穿透，使表面增强拉曼基底具有在弯曲表面原位检测的特性，能够拓展表面增强拉曼的应用前景。
[0034]本专利技术的表面增强拉曼基底的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
附图说明
[0035]图1示出了实施例1中制备的PVDF
‑
银纳米棒柔性透光表面增强拉曼基底的扫描电镜照片。
[0036]图2示出了实施例2中制备的PVDF
‑
银纳米棒柔性透光表面增强拉曼基底的扫描电镜照片。
[0037]图3示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面增强拉曼基底，其特征在于，包括：活性纳米结构，所述活性纳米结构呈阵列排布以形成阵列薄膜；以及衬底，所述衬底形成于所述阵列薄膜的一侧；并且，所述衬底源自于高分子材料，至少部分所述高分子材料渗入所述活性纳米结构的孔隙中并包覆在所述阵列薄膜的表面。2.根据权利要求1所述的表面增强拉曼基底，其特征在于，所述活性纳米结构源自于贵金属，优选包括金和/或银。3.根据权利要求1或2所述的表面增强拉曼基底，其特征在于，所述活性纳米结构的长度为200
‑
500nm；和/或，所述活性纳米结构与所述衬底呈垂直分布或者相对于所述衬底呈倾斜角度分布，优选地，所述倾斜角度为70
‑
75
°
。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的表面增强拉曼基底，其特征在于，所述高分子材料包括(甲基)丙烯酸系聚合物或含氟高分子材料中的一种或两种以上的组合；和/或，所述表面增强拉曼基底的厚度为不小于10μm。5.一种根据权利要求1
‑
4任一项所述的表面增强拉曼基底的制备方法，其特征在于，包括使活性纳米结构与衬底复合成型的步骤。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在基材上沉积贵金属以形成活性纳米结构，且所述活性纳米结构呈阵列排布以形成阵列薄膜；在所述基材上滴加高分子材料溶液以形成衬底，并使部分所述高分子材料渗入所述活性纳米结构的孔隙中并包覆在所述阵列薄膜的表面；除去基材后，得到所述表面增...

【专利技术属性】
技术研发人员：张政军，郑元昊，王炜鹏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：