發(fā)布時間：2020-08-14 21:42

【摘要】：自上世紀90年代以來,微流控芯片技術因其微型化、集成化、自動化和便攜化等優(yōu)勢得以快速發(fā)展,并在化學、物理、生物、材料科學、藥物、組織工程和治療等科研領域得到了廣泛的應用。利用微流控芯片技術進行催化反應因其所需反應物量少、環(huán)境友好、反應效率高等優(yōu)勢而成為研究的熱點,但是目前普遍存在催化劑在微流控芯片中難以固定、催化劑很容易隨液體流出且催化劑的作用區(qū)域小等共性問題,限制了微流控芯片催化反應的應用。本論文提出以黑硅為還原劑和模板對銀離子進行還原,在黑硅表面制備出銀納米粒子,并將其應用于微流控芯片催化及表面增強拉曼(SERS)探測。本論文搭建了飛秒激光脈沖刻蝕黑硅的光路,在SF_6的氣氛中進行刻蝕,制備了高18μm的尖錐陣列。由飛秒激光脈沖與硅表面相互作用制備黑硅的機制,我們知道黑硅的尖錐結(jié)構分布有大量的自由電子,本論文將其作為還原劑將銀離子原位還原為銀納米粒子,并研究了銀納米粒子的生長條件。由于制備的黑硅結(jié)構表面具有一定的粗糙度,生長一層銀納米粒子使其成為很好的SERS基底,以羅丹明6G(R6G)為探針分子,當其濃度為10~(-8) M時,依然可以得到較強的拉曼波譜。將黑硅-銀納米粒子復合結(jié)構應用于微流控芯片中,由于黑硅結(jié)構上下貫穿整個微流控芯片,且呈陣列分布,使其成為天然的混合器和攪拌器,能夠?qū)⒎磻獎┖芎玫鼗旌显谝黄?黑硅表面布滿了銀納米粒子,作為催化劑可以大面積地與反應劑相互作用,且銀納米粒子原位還原在黑硅表面并形成鍵合作用,從而有效解決了催化劑在微流控芯片中難以固定、催化劑很容易隨液體流出且催化劑的作用區(qū)域小等共性問題。本論文以硼氫化鈉與對硝基苯酚催化反應后生成對氨基苯酚為例,以SERS譜圖和紫外可見吸收譜圖表征了微流控芯片催化反應,實現(xiàn)了高效的催化。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN492
【圖文】：

第一章 緒 論第一章 緒 論§1.1 微流控芯片技術微流控芯片是集電子探測、化學物理反應、生物于一體的綜合系統(tǒng)，有時也稱為芯片實驗室[1-3]（Lab on a Chip，即 LoC），是一種在一塊幾平方厘米的芯片上構建的生物或化學實驗室（圖 1.1）。90 年代中后期，世界范圍內(nèi)有一批研究組開始了微流控芯片研究，微流控芯片被認為“極有可能領導化學和生物醫(yī)學檢測的下一場革命”。如今，它已引起了學術界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關注，2004 年 9 月，Business2.0 雜志封面文章稱其是“改變未來的七種技術之一”；2006 年 7 月，Nature 雜志認為它是“這一世紀的技術”。

實現(xiàn)的樣品制備、反應、分離、檢測、細胞培養(yǎng)、分選、裂解等操作（圖1.2）。微流控芯片技術雖然發(fā)展時間不長，但是已經(jīng)在科研[5, 6]領域得到了廣泛的應用，利用微流控芯片技術研究一些物理化學反應以及生物醫(yī)藥等以成為當下

azur 教授課題組發(fā)現(xiàn)的 SF6氣氛下激光輻照硅片產(chǎn)生的黑硅結(jié)構（Appl. P1998, 73, 1673）硅作為反應離子刻蝕的副產(chǎn)物在 80 年代已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但研究人員是需要避免的不良產(chǎn)物，因此它獨特的物理化學性質(zhì)并未引起人們0 年代末，哈弗大學 Mazur 課題組在進行激光與物質(zhì)相互作用的激光脈沖作用在硅片的表面，在激光輻照的區(qū)域產(chǎn)生了一種顏色為

【參考文獻】

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1 閆兆旭;李春昊;駱楊;趙紀紅;楊海;Prabhat Verma;Satoshi Kawata;;Silver hierarchical structures grown on microstructured silicon in chip for microfluidic integrated catalyst and SERS detector[J];Chinese Optics Letters;2015年10期

本文編號：2793580