本文關(guān)鍵詞：基于暗場顯微成像的金納米顆粒界面組裝行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,貴金屬納米金材料由于其獨特的局部表面等離激元共振性質(zhì),具有光穩(wěn)定性好、光學(xué)信號強、易于修飾、生物相容性好等優(yōu)勢,使得它們在催化、傳感、光學(xué)成像及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均受到了廣泛的關(guān)注。自組裝是指體系中的基本結(jié)構(gòu)單元(分子、納米材料、微米或更大尺度的物質(zhì))自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)。研究金納米顆粒在兩相界面處的組裝,實時原位去監(jiān)測有序結(jié)構(gòu)的組裝過程,對于金納米顆粒界面組裝行為的機制探究是十分必要的。這里,基于暗場顯微成像技術(shù),利用金納米顆粒獨特的光學(xué)性質(zhì),通過簡單的溶劑蒸發(fā)作用使得兩相界面處的金納米顆粒發(fā)生有序的自組裝。由此我們開展了以下幾個工作,具體內(nèi)容如下：(1)利用大尺寸金納米棒較強的光學(xué)吸收和散射性質(zhì),使其可直接在暗場視野內(nèi)被觀察到。采用表面改性方法構(gòu)建一種疏水基底,實驗探究發(fā)現(xiàn)通過溶劑蒸發(fā)作用,金納米棒在疏水基底上可組裝形成有趣的多環(huán)結(jié)構(gòu)。此外,本節(jié)內(nèi)容還分別從金納米棒的表面化學(xué)性質(zhì)、液滴濃度、基底的潤濕性及顆粒形狀等角度探究了多環(huán)結(jié)構(gòu)的調(diào)控形成因素。結(jié)果得知多環(huán)結(jié)構(gòu)形成與否主要由金納米棒溶液濃度,液滴與基底間的接觸角和棒狀納米顆粒三個因素決定。(2)因為這是首次利用簡單的溶劑蒸發(fā)作用將各向異性且濃度極低的金納米棒在疏水基底上組裝形成了多環(huán)結(jié)構(gòu),以往報道的關(guān)于多環(huán)結(jié)構(gòu)的stick-slip形成機制并不能完全解釋本實驗體系中所觀察到的現(xiàn)象。這一章節(jié)通過對整個液滴蒸發(fā)組裝過程中納米顆粒的動態(tài)運動行為進行了實時監(jiān)測,分別從力學(xué)角度、多環(huán)結(jié)構(gòu)形成的影響因素角度及顆粒-顆粒和顆粒-基底間的相互作用角度對組裝機制進行闡述并驗證了實驗現(xiàn)象的合理性。(3)通過構(gòu)建一種微型的封閉裝置,基于暗場顯微成像發(fā)現(xiàn)隨著溶劑極緩慢的蒸發(fā),球形金納米顆粒在液氣界面處可逐漸組裝形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu),通過對網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的形成過程進行實時原位的監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)上的顆粒彼此間距較遠顆粒與顆粒之間沒有耦合作用發(fā)生,再加之顆粒的不斷運動及界面的不平衡,網(wǎng)格結(jié)構(gòu)很快就會變形直至邊上所有的顆粒聚集在一起形成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這一新穎的組裝動態(tài)行為將為納米材料的界面組裝提供新的研究視角。
【關(guān)鍵詞】：金納米顆粒 暗場顯微成像 溶劑蒸發(fā) 界面自組裝 實時監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O614.123;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-26
• 1.1 引言10
• 1.2 納米材料簡述10-14
• 1.2.1 金納米顆粒的制備和調(diào)控11-12
• 1.2.2 金納米棒的光學(xué)吸收和散射特性12-14
• 1.3 納米粒子在溶液或兩相界面上的組裝14-20
• 1.3.1 自組裝14-15
• 1.3.2 誘導(dǎo)有序組裝15-20
• 1.4 顯微鏡簡介20-23
• 1.4.1 顯微鏡的分類20-21
• 1.4.2 電子顯微鏡的工作原理及應(yīng)用21-22
• 1.4.3 光學(xué)顯微鏡的分類及成像原理22-23
• 1.5 暗場成像技術(shù)的優(yōu)勢23-24
• 1.6 本論文的構(gòu)想24-26
• 第2章 溶劑蒸發(fā)作用致使金納米棒在疏水基底上的多環(huán)組裝結(jié)構(gòu)研究26-40
• 2.1 前言26-27
• 2.2 實驗部分27-30
• 2.2.1 儀器與試劑27-28
• 2.2.2 種子的合成28
• 2.2.3 小粒徑金納米棒的合成28
• 2.2.4 大粒徑金納米棒的合成28-29
• 2.2.5 疏水基底的構(gòu)建29-30
• 2.2.6 實驗光路圖及樣品準備30
• 2.3 結(jié)果與討論30-39
• 2.3.1 預(yù)實驗嘗試30-31
• 2.3.2 濃度對多環(huán)結(jié)構(gòu)的影響31-33
• 2.3.3 不同表面化學(xué)修飾對多環(huán)結(jié)構(gòu)的影響33-36
• 2.3.4 基底的親疏水性對多環(huán)結(jié)構(gòu)的影響36-38
• 2.3.5 納米粒子形狀對多環(huán)結(jié)構(gòu)的影響38-39
• 2.4 小結(jié)39-40
• 第3章 金納米棒在疏水基底上組裝成多環(huán)結(jié)構(gòu)機制研究40-52
• 3.1 前言40-41
• 3.2 實驗部分41-44
• 3.2.1 儀器與試劑41
• 3.2.2 金納米棒在疏水基底上的實時組裝過程41-44
• 3.3 機制討論44-51
• 3.3.1 力學(xué)角度44-47
• 3.3.2 影響因素角度47-49
• 3.3.3 粒子間相互作用角度49-51
• 3.4 小結(jié)51-52
• 第4章 基于暗場成像的金納米顆粒液氣界面網(wǎng)格組裝結(jié)構(gòu)研究52-62
• 4.1 前言52-53
• 4.2 實驗部分53-55
• 4.2.1 儀器與試劑53
• 4.2.2 18nm金種的合成53-54
• 4.2.3 50nm金納米顆粒的合成54
• 4.2.4 成像裝置及樣品準備54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-61
• 4.3.1 不同表面化學(xué)性質(zhì)對液氣界面顆粒組裝的影響55-56
• 4.3.2 溶劑蒸發(fā)速度對液氣界面組裝影響56-57
• 4.3.3 基底的潤濕程度對液氣界面顆粒組裝影響57-58
• 4.3.4 溶液PH值及離子強度影響58-60
• 4.3.5 實時原位監(jiān)測液氣界面處顆粒組裝的動態(tài)過程60-61
• 4.4 小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻63-74
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄74-75
• 致謝75

  本文關(guān)鍵詞：基于暗場顯微成像的金納米顆粒界面組裝行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：479696