【摘要】：自上世紀(jì)90年代以來,微流控芯片技術(shù)因其微型化、集成化、自動(dòng)化和便攜化等優(yōu)勢得以快速發(fā)展,并在化學(xué)、物理、生物、材料科學(xué)、藥物、組織工程和治療等科研領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。利用微流控芯片技術(shù)進(jìn)行催化反應(yīng)因其所需反應(yīng)物量少、環(huán)境友好、反應(yīng)效率高等優(yōu)勢而成為研究的熱點(diǎn),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(yīng)的應(yīng)用。本論文提出以黑硅為還原劑和模板對(duì)銀離子進(jìn)行還原,在黑硅表面制備出銀納米粒子,并將其應(yīng)用于微流控芯片催化及表面增強(qiáng)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(jìn)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(jī)制,我們知道黑硅的尖錐結(jié)構(gòu)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(gòu)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(dāng)其濃度為10~(-8) M時(shí),依然可以得到較強(qiáng)的拉曼波譜。將黑硅-銀納米粒子復(fù)合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于微流控芯片中,由于黑硅結(jié)構(gòu)上下貫穿整個(gè)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?yīng)劑很好地混合在一起,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(yīng)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(duì)硝基苯酚催化反應(yīng)后生成對(duì)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(yīng),實(shí)現(xiàn)了高效的催化。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN492
【圖文】：

第一章 緒 論第一章 緒 論§1.1 微流控芯片技術(shù)微流控芯片是集電子探測、化學(xué)物理反應(yīng)、生物于一體的綜合系統(tǒng)，有時(shí)也稱為芯片實(shí)驗(yàn)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(gòu)建的生物或化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(rèn)為“極有可能領(lǐng)導(dǎo)化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)檢測的下一場革命”。如今，它已引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)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(shù)之一”；2006 年 7 月，Nature 雜志認(rèn)為它是“這一世紀(jì)的技術(shù)”。

實(shí)現(xiàn)的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測、細(xì)胞培養(yǎng)、分選、裂解等操作（圖1.2）。微流控芯片技術(shù)雖然發(fā)展時(shí)間不長，但是已經(jīng)在科研[5, 6]領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，利用微流控芯片技術(shù)研究一些物理化學(xué)反應(yīng)以及生物醫(yī)藥等以成為當(dāng)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(gòu)（Appl. P1998, 73, 1673）硅作為反應(yīng)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(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)并未引起人們0 年代末，哈弗大學(xué) Mazur 課題組在進(jìn)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(xiàn)】

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1 閆兆旭;李春昊;駱楊;趙紀(jì)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(hào)：2793580