【技术实现步骤摘要】
本专利技术申请属于纳米，特别涉及一种磁性纳米组装模板及其的制造方法。
技术介绍
1、磁性纳米颗粒由于其可以相应外磁场的独特性质，被广泛应用与电子、催化、光学、生物医学等领域。然而，随着纳米技术的不断进展，单一纳米粒子在满足日益增长的社会生产和技术发展需求方面显示出一定的局限性。为了克服这一挑战，研究者们越来越倾向于采用一种基于自组装原理的“自下而上”策略，将纳米粒子作为基本构建单元进行组装，以形成更复杂的二级结构。这种过程不仅从根本上增强了纳米材料的集体效应，而且显著提升了材料的功能性，为其在各个领域的应用拓展了新的界限。通过这种方式，可以实现在光学、电子学、催化学等多个领域的性能优化，进而为相关技术的发展提供强有力的材料支持。
2、随着现代科学技术的发展，上述纳米结构的制造方法也在不断进步。然而，找到能够有效地将不同组成和功能的纳米粒子引入预先设定的位置的组装方法以仍然是一个巨大的挑战。与分散在溶液中的纳米粒子相比，衬底上有序的纳米粒子阵列正变得越来越有吸引力，因为精确定位纳米粒子在所需区域是纳米器件制造的基础。在目前的技术中，对于磁性纳米颗粒的纳米结构的制造方法通常受到规模小、缓慢、分辨率低以及基底选择的不灵活的限制，很难得到易于调控、较为灵活的磁性纳米结构。
3、基于此，目前亟需一种磁性纳米颗粒的组装方法，以满足纳米精度下的磁性颗粒组装的快速、高可扩展性、多维度动态调控的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有激素的缺陷，提供一种磁性纳米粒
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种磁性纳米组装模板，包括具有低表面能的衬底和磁性纳米粒子；所述通过在衬底上注入电荷形成具有高表面能的纳米图案；在纳米图案区域引入磁性纳米粒子，形成二维的磁性纳米组装模板。
3、进一步的，衬底采用硅，在硅衬底上表面旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯材料，形成聚甲基丙烯酸甲酯薄层，之后在所述聚甲基丙烯酸甲酯薄层的上表面生长一层碳氟化合物薄层，组成所述具有低表面能的衬底。
4、进一步的，聚甲基丙烯酸甲酯薄层的厚度为50～200nm，碳氟化合物薄层的厚度为5～20nm。
5、进一步的，通过在衬底上注入电荷形成具有高表面能的纳米图案是通过导电的纳米探针在具有低表面能的衬底上写入电荷，从而形成具有高表面能的纳米图案。
6、进一步的，纳米探针为导电原子力显微镜探针。
7、进一步的，纳米图案为规律点阵，每个点之间的间距在0.2～3μm。
8、进一步的，磁性纳米粒子为超顺磁γ-fe2o3单分散球形纳米粒子，所述超顺磁γ-fe2o3单分散球形纳米粒子采用以下步骤制备而成：1-十八烯作为溶剂、油酸作为表面活性剂，在氮气氛围下加热，随后迅速注入五水合羰基铁，加热反应生成形成初始的铁纳米颗粒，随着温度的升高和保温，颗粒发生进一步的生长和形状变化，在通入空气后，开始氧化成为γ-fe2o3纳米颗粒。
9、进一步的，1-十八烯：油酸：五水合羰基铁的体积比为：50：(5～7.5)：1。
10、进一步的，磁性纳米粒子的粒径为8～20nm。
11、一种根据上述磁性纳米组装模板的制备方法，包括以下步骤：
12、合成磁性纳米颗粒；
13、提供预设的图案模板；
14、根据预设的纳米图案，在低表面能的衬底上注入电荷，形成具有高表面能的纳米图案；
15、在纳米图案区域引入磁性纳米粒子，形成二维的磁性纳米组装模板。
16、专利技术原理：本专利技术的各步骤原理如下：
17、(1)γ-fe2o3纳米粒子合成：在合成的初期阶段，五水合羰基铁(fe(co)5·5h2o)在1-十八烯(ode)溶剂和油酸(oa)表面活性剂的混合物中被注入并加热。这里，油酸作为稳定剂，帮助控制纳米颗粒的生长和防止颗粒聚集。在加热过程中，五水合羰基铁分解，形成初始的铁纳米颗粒。这些铁纳米颗粒可以被视为“种子”，为后续的氧化铁纳米颗粒的形成提供了核心。随后，随着温度的升高和保温，这些铁纳米“种子”颗粒逐渐生长，并在高温下保持一定时间。在这个过程中，颗粒发生进一步的生长和形状变化。铁纳米颗粒在空气泵通入空气后，开始氧化成为γ-fe2o3纳米颗粒。
18、(2)纳米组装模板形成：模板的形成主要是靠衬底表面能变化对纳米颗粒的吸附。表面能可以是指恒温、恒压、恒组成的情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功；换言之，表面能可以是表面粒子相对于内部粒子所多出的能量。因此，具有低表面能的衬底在施加电压后，被注入电荷，形成高表面能的图案衬底，可以精确在图案区域吸附纳米颗粒。
19、(3)磁场下利用模板形成更高维度的纳米结构：在外磁场下，我们的纳米结构上的超顺磁纳米颗粒γ-fe2o3发生磁化，当磁化强度达到饱和磁化强度时，其各原子内部磁矩顺序排列，对外磁场产生作用，使得在某些地方磁场大幅增强，可以吸引其他磁性粒子在此处定向形成更高维度的纳米结构。
20、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
21、(1)采用在低表面能的衬底上注入电荷的方式进行表面改性，得到具有高表面能的纳米图案。因此，在引入纳米颗粒时，可以在图案位置精确吸附所需要组装的纳米颗粒，而图案以外的区域不会吸附纳米颗粒，使得组装结构精度更高。与现有的纳米结构制造方法相比，没有使用化学反应或化学表面改性的方式，不会出现非特异性吸附的问题，产生的纳米结构更加干净。
22、(2)采用超顺磁纳米颗粒γ-fe2o3作为引入的纳米颗粒，组装到衬底上，形成磁性的纳米组装模板。γ-fe2o3在磁场下，可以用来进一步组装更高维度的纳米结构(如组装水相fe3o4得到磁性纳米链)。与现有的磁性纳米结构相比，具有方便、快捷、稳定、高扩展性等优势，并且通过改变二维模板的间隔，可以实现对三维组装体更高维度的动态调控。
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1.一种磁性纳米组装模板，其特征在于：包括具有低表面能的衬底和磁性纳米粒子；所述通过在衬底上注入电荷形成具有高表面能的纳米图案；在纳米图案区域引入磁性纳米粒子，形成二维的磁性纳米组装模板。
2.根据权利要求1所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述衬底的最底层采用硅，在硅层上表面旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯材料，形成聚甲基丙烯酸甲酯薄层，之后在所述聚甲基丙烯酸甲酯薄层的上表面生长一层碳氟化合物薄层，组成所述具有低表面能的衬底。
3.根据权利要求2所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸甲酯薄层的厚度为50～200nm，碳氟化合物薄层的厚度为5～20nm。
4.根据权利要求1所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述通过在衬底上注入电荷形成具有高表面能的纳米图案是通过导电的纳米探针在具有低表面能的衬底上写入电荷，从而形成具有高表面能的纳米图案。
5.根据权利要求4所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述纳米探针为导电原子力显微镜探针。
6.根据权利要求4所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述纳米图案为规律点阵，每个
7.根据权利要求1所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述磁性纳米粒子为超顺磁γ-Fe2O3单分散球形纳米粒子，所述超顺磁γ-Fe2O3单分散球形纳米粒子采用以下步骤制备而成：1-十八烯作为溶剂、油酸作为表面活性剂，在氮气氛围下加热，随后迅速注入五水合羰基铁，加热反应生成形成初始的铁纳米颗粒，随着温度的升高和保温，颗粒发生进一步的生长和形状变化，在通入空气后，开始氧化成为γ-Fe2O3纳米颗粒。
8.根据权利要求7所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述1-十八烯：油酸：五水合羰基铁的体积比为：50：(5～7.5)：1。
9.根据权利要求1所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述磁性纳米粒子的粒径为8～20nm。
10.一种根据权利要求1至9任一所述磁性纳米组装模板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种磁性纳米组装模板，其特征在于：包括具有低表面能的衬底和磁性纳米粒子；所述通过在衬底上注入电荷形成具有高表面能的纳米图案；在纳米图案区域引入磁性纳米粒子，形成二维的磁性纳米组装模板。
2.根据权利要求1所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述衬底的最底层采用硅，在硅层上表面旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯材料，形成聚甲基丙烯酸甲酯薄层，之后在所述聚甲基丙烯酸甲酯薄层的上表面生长一层碳氟化合物薄层，组成所述具有低表面能的衬底。
3.根据权利要求2所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸甲酯薄层的厚度为50～200nm，碳氟化合物薄层的厚度为5～20nm。
4.根据权利要求1所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述通过在衬底上注入电荷形成具有高表面能的纳米图案是通过导电的纳米探针在具有低表面能的衬底上写入电荷，从而形成具有高表面能的纳米图案。
5.根据权利要求4所述的磁性纳米组装模板，其特征在于：所述纳米探针为导电原子力显微镜探...
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