【摘要】：生物檢測技術(shù)的長期發(fā)展應(yīng)用對于檢測的靈敏度度和準確度提出了越來越高的要求,所以如何實現(xiàn)超高靈敏度的目標分子痕量檢測技術(shù),成為了生物檢測技術(shù)研究的一個重要方向。表面增強拉曼散射光譜(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)利用特定材料的SERS效應(yīng)來實現(xiàn)對生物目標分子的檢測。雖然其具有較高的靈敏度,但在實際應(yīng)用中,其靈敏度和準確度有待進一步的提高。所以,對于進一步提高SERS的檢測靈敏度與準確度是該領(lǐng)域研究的重點方向。面向SERS在生物檢測技術(shù)中的應(yīng)用,最近的研究表明:微納米馬達可以實現(xiàn)在自驅(qū)動的過程中對目標分子的有效收集,以進一步提高SERS的靈敏度�；谠撗芯�,本文將主要實現(xiàn)一個簡易的、低成本的且多功能的多級結(jié)構(gòu)微納米馬達的構(gòu)筑,該微納米馬達預(yù)計可實現(xiàn)目標分子的自收集,并通過其表面集成的具有SERS特性的陣列,將收集到的目標分子的拉曼信號進行放大,以進一步地提高SERS靈敏度。本文的特色在于微納米馬達的制備方法,以及多級結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑方法。我們成功實現(xiàn)了不需要借助犧牲層來實現(xiàn)微納米馬達的自卷曲和多級結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑。該方法極大地簡化了微納米馬達的制備步驟,并且可以盡量減小在去除犧牲層的時候?qū)ξ⒓{米馬達的結(jié)構(gòu)和功能破壞的可能。所以論文主要涉及的工作如下:1.利用陽極氧化技術(shù)制備陽極氧化鋁模板,結(jié)合納米壓印技術(shù),制備出具有周期性納米陣列的鋁基底。并且通過改變陽極氧化鋁模板的陽極氧化條件以及壓印時陽極氧化鋁模板的狀態(tài),實現(xiàn)對基底上周期性納米陣列的調(diào)控。2.運用納米卷曲技術(shù)和微米孔狀蒙板,在預(yù)設(shè)有納米結(jié)構(gòu)的鋁基底上制備出管狀多級結(jié)構(gòu)金屬微納米馬達。3.通過對陽極氧化鋁模板的氧化參數(shù),以及壓印時的參數(shù)進行調(diào)控,可獲得具有不同結(jié)構(gòu)、不同深度納米結(jié)構(gòu)的鋁基底,從而可以達到調(diào)控金屬多級結(jié)構(gòu)管狀微納米馬達表面形貌的目的。4.通過改變功能層沉積的厚度,以及蒙板的微米孔尺寸,實現(xiàn)對管狀多級結(jié)構(gòu)金屬微納米馬達直徑以及長度的調(diào)控。
【圖文】：

1-1（A）普通 A4 紙在外力作用下卷曲成為管狀結(jié)構(gòu); （B）納米薄膜在內(nèi)應(yīng)力作用下卷成為管狀結(jié)構(gòu)。008 年時候，梅永豐等人使用聚合物作為犧牲層，發(fā)展出了一套成熟的卷曲納米薄膜技術(shù)，術(shù)制備出了基于管狀結(jié)構(gòu)的微型馬達（微型噴氣發(fā)動機）[19]。這些結(jié)構(gòu)基于預(yù)應(yīng)力納米薄，[9]從而能夠以確定性的方式制造管狀結(jié)構(gòu)，同時這些材料在設(shè)計和組成方面顯示出非凡。原則上，任何類型只要是可以進行光刻的襯底（圖 1-2A）都適用于該技術(shù)。具體過程為牲層上預(yù)設(shè)圖案之后，再以一定的傾斜角度來蒸發(fā)源材料，沉積在擁有犧牲層的基底上形同時產(chǎn)生沒有材料沉積的陰影部分。該部分提供了用于提供犧牲層的選擇性蝕刻的間隙。由含有壓縮應(yīng)變（黃色，圖 1-2B）的第一沉積層和具有拉伸應(yīng)變（藍色，圖 1-2B）的上層部應(yīng)變的差異組成。蝕刻犧牲層釋放多個功能層且允許晶格重新排列，由此上層收縮同時發(fā)生卷曲（圖 1-2B）。當然，我們可以通過調(diào)整沉積角度，厚度和溫度等參數(shù)來制備直徑 1mm 至 30mm 的 MNMs[20]。如圖 1-2C 所示，多個功能層可以構(gòu)成卷起的 MNMs，并且還其他的犧牲層來形成緊湊的管狀器件，這些管狀器件能夠?qū)⒉煌墓δ芗傻絾蝹� MNM水溶性犧牲層的使用是一項值得在未來被深入研究的方向，例如微生物與生物分子的功能

曲納米技術(shù)制備卷曲 MNMs 的原理圖。 A）在基板預(yù)設(shè)圖案化的犧牲層，然屬，，這為確定性卷曲創(chuàng)造了一個預(yù)設(shè)方向[31]。B）卷曲納米技術(shù)制備的雙層卷C）卷曲納米技術(shù)制備的多層卷曲 MNMs[33,34]。D）固定在基底上的氧化物 M的方法，可以很輕易地在犧牲層上將無機納米薄膜卷曲為管狀結(jié)構(gòu)。需要注氣相沉積（PVD）工藝來說，兩個參數(shù)對微米管的形成最為關(guān)鍵，第一個是是材料的沉積速率。改變材料的沉積速率會直接影響材料的管狀直徑，進而里，微米管的直徑能夠很輕易地被納米薄膜的厚度以及薄膜沉積過程的參數(shù)進米馬達卷曲技術(shù)的應(yīng)用薄膜自卷曲技術(shù)制備獲得的MNMs因其簡便的制備方法以及優(yōu)秀的物理化學學、生物學等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。這種 MNMs 從外界獲取能量，實現(xiàn)了自然界中的生物運動。近幾年卷曲微 MNMs 應(yīng)用于化學[35,36]、生物醫(yī)藥[37]、獲得了顯著的研究成果。[40]
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉聰慧;黃金榮;宋永超;許太林;張學記;;微納米馬達的運動控制及其在精準醫(yī)療中的應(yīng)用[J];中國科學:化學;2017年01期

2 王威;梅永豐;官建國;;微納米馬達研究的多學科交叉[J];科學通報;2017年Z1期

3 孔磊;牟方志;姜玉周;李小豐;官建國;;自驅(qū)動微納米馬達的設(shè)計原理與結(jié)構(gòu)簡化方法[J];科學通報;2017年Z1期

4 劉秋菊;熊若晗;宋艷芳;王珊珊;王婉婷;;微納米氣泡在環(huán)境污染控制領(lǐng)域的應(yīng)用[J];環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展;2017年03期

5 王嫘;劉聰;許忠斌;;微納米多孔聚合物在食品包裝和檢測中的應(yīng)用[J];包裝工程;2017年19期

6 彭硯淼;;專家共話微納米復(fù)合材料與產(chǎn)業(yè)前景[J];科技創(chuàng)新與品牌;2017年01期

7 余震;陳定方;朱宏輝;袁莎;鄭慧;;基于分子動力學的微納米切削模擬研究進展[J];機械設(shè)計與制造;2009年11期

8 ;南工大教授發(fā)明在微納米級空間制備有序材料新方法[J];中國粉體工業(yè);2012年02期

9 王永磊;王文浩;代莎莎;徐學信;薛舜;許斐;賈鈞淇;;微納米氣泡發(fā)生機理及其應(yīng)用研究進展[J];山東建筑大學學報;2017年05期

10 王禹靜;;微納米氣泡應(yīng)用于水中污染物氧化降解的進展與挑戰(zhàn)[J];化工設(shè)計通訊;2018年09期

相關(guān)會議論文 前10條

1 ;微納米氣泡技術(shù)及其在增氧灌溉方面的應(yīng)用[A];第四屆中國農(nóng)業(yè)精準灌溉創(chuàng)新發(fā)展論壇論文集[C];2017年

2 李喜德;;基于探針平臺的微納米固體實驗檢測技術(shù)、平臺及其關(guān)鍵問題探討[A];中國力學學會學術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

3 劉亮;李喜德;;微納米尺度實驗中的夾持方法及其強度分析[A];第三屆二十一世紀的實驗力學學科發(fā)展——海峽兩岸實驗力學研討會摘要集[C];2009年

4 殷雅俊;;微納米卷曲空間調(diào)制出的驅(qū)動力[A];第十二屆全國物理力學學術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

5 殷雅俊;吳繼業(yè);王緒桂;;微納米卷曲空間的曲率和曲率梯度調(diào)制的驅(qū)動力[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

6 張郭亮;董春迎;;三維微納米裂紋與夾雜相互作用的邊界元法研究[A];北京力學會第20屆學術(shù)年會論文集[C];2014年

7 沈繼平;;微納米顆粒的撲集與除塵[A];第七屆全國顆粒制備與處理學術(shù)暨應(yīng)用研討會論文集[C];2004年

8 魏悅廣;;材料微納米尺度力學問題的離散位錯模擬[A];中國力學學會學術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

9 紀強;姜學松;印杰;;結(jié)合光刻和反應(yīng)性相分離技術(shù)發(fā)展一種簡單有效制備微納米復(fù)合圖形的方法[A];2007年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2007年

10 劉超;張冬仙;何玉琳;;微納米尺度光熱膨脹機制的理論與實驗研究[A];2007'儀表，自動化及先進集成技術(shù)大會論文集（一）[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 見習記者 徐佳倩 記者 衣春翔;哈工大研制出世界首例雙引擎人造微納米機器[N];黑龍江日報;2018年

2 本報記者 張宣;微納米“黑科技”成就手機炫酷顏值[N];新華日報;2018年

3 記者 衣曉峰;雙引擎微納米機器像企鵝那樣游動[N];健康報;2018年

4 胡陽 本報記者 沈洪;微納尺度間 接軌大世界[N];中國質(zhì)量報;2017年

5 ;超微納米刷在美國問世[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2005年

6 通訊員 黃志鵬;微納米鐵粉項目在泰鋼投產(chǎn)[N];萊蕪日報;2014年

7 記者 白毅;微納米粒子對人體多系統(tǒng)均有不良影響[N];中國醫(yī)藥報;2014年

8 記者　廖先旺;歐洲最大微納米教研中心啟用[N];人民日報;2006年

9 記者 楊路遙　通訊員 陸雪林;推動微納米科技產(chǎn)學研結(jié)合[N];上�？萍紙�;2010年

10 龔學;我國微納米電極制備研究取得突破[N];中國船舶報;2015年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 王吉元;微納米火箭的表界面及運動行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

2 崔國棟;微納米多孔結(jié)構(gòu)鐵合金的制備與性能研究[D];西南交通大學;2018年

3 王林;化學驅(qū)動微納米馬達運動規(guī)律及應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

4 許太林;超聲控制與驅(qū)動微納米馬達[D];北京科技大學;2017年

5 尹彩流;CaC_2-CHCl_3（CCl_4）體系制備微納米碳球（管）及其結(jié)構(gòu)表征[D];中南大學;2008年

6 胡慶;用于牙髓損傷修復(fù)的新型微納米生物活性玻璃的仿生制備及性能研究[D];華南理工大學;2014年

7 羅海梅;基于微納米工藝技術(shù)的新型光纖模間干涉器件研究[D];上海交通大學;2013年

8 陸方;基于季銨化微納米二氧化硅的竹材改性研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2015年

9 王薇;種植體微納米形貌對成骨細胞行為影響的分子機制研究[D];第四軍醫(yī)大學;2013年

10 雷波;新型微納米生物活性玻璃的研制及性能研究[D];華南理工大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 朱兆陽;微納米曝氣增氧系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用研究[D];東南大學;2018年

2 潘登;基于MnFe_2O_4非對稱結(jié)構(gòu)的制備及其運動特性與除油能力研究[D];武漢理工大學;2016年

3 楊小之;面向生物傳感的管狀多級結(jié)構(gòu)金屬微納米馬達的研究[D];東南大學;2018年

4 崔震林;靜電紡絲制備微納米纖維膜及其性能研究[D];哈爾濱工程大學;2018年

5 江亮;稀土氟化物微納米晶的制備及性能研究[D];江西財經(jīng)大學;2018年

6 曾慶楊;微納米粒子協(xié)同層間增韌碳纖維復(fù)合材料的研究[D];北京化工大學;2018年

7 呂堯兵;微納米粒子聚合物薄膜的輻射制冷研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

8 詹紹義;熱噴涂車間微納米粉塵遷移規(guī)律及其控制方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2018年

9 周金香;靜電紡聚丙烯腈微納米纖維染色性能研究[D];東華大學;2018年

10 高元棟;改良型BFBR工藝的開發(fā)及應(yīng)用研究[D];河南大學;2018年

本文編號：2634960