[发明专利]一种银纳米线微图案化的制备方法

说明书

本发明公开了一种银纳米线微图案化的制备方法，步骤如下：a.将硅片光刻；b.将光刻后的硅片放在模具中，倒入PDMS和固化剂加热；c.将PDMS印章清洗，再用氧气等离子体处理，放入模具中，倒入琼脂溶液，固化成型后放入硝酸铁溶液中浸泡；d.恒温加热乙二醇再加入硝酸银溶液和PVP溶液反应，再分散在乙醇中；e.将银纳米线乙醇分散液滴在玻璃片上旋涂；f.将琼脂块取出，晾干后将旋涂后的玻璃片和琼脂有图案的一面接触，剥离即可得所需的图案。本发明使用了光刻技术和琼脂水凝胶结合的方法，在温和条件下，制备出具有高精度的银纳米线的微图案。相对于传统光刻方法，这种方法图案化速度更快，可重复利用，操作简便，可大批量生产。

技术领域

本发明涉及银纳米线领域，具体涉及一种银纳米线微图案化的制备方法。

背景技术

由于具有强的抗菌能力和低毒性，银作为一种抗菌材料已经被使用了很长时间。早在公元前 1000 年，已经有人使用银制作的容器盛水，而硝酸银长期以来一直用于皮肤烧伤和眼部感染等医疗领域。而进入21世纪，由于抗生素的滥用，许多细菌对抗生素产生了抗药性，银的抗菌性在医疗领域中的潜力又重新受到关注。

纳米技术的发展，实现了银纳米颗粒和银纳米线的可控合成。银纳米颗粒本身独特的物理化学特性也得到了应用的机会，而其中的广谱抗菌性是最受到研究人员的关注的。已有研究表明，银纳米颗粒能够有效抑制细菌，真菌和病毒的生长。

近几年新出现的微图案化技术提供了一种精确调控材料表面化学组成、拓扑结构和力学性能的方法。通过该技术，人们可以从微观结构上调控生物因子如细菌、细胞、蛋白等的分布和功能，并且在电子装置、传感器和太阳能电池等多方面均有较为广泛的应用。由于光刻操作简便，技术成熟，精度较高，足够我们做出所需的微米结构的图案。因此我们结合这二种方法制作出高精度的银纳米线的微图案。一方面，我们发现微图案化后的银纳米线抗菌效果好，可用于抗菌敷料等的应用；另一方面，微图案化的银纳米线导电性良好，透明度高，也可用于太阳能电池方面的应用。

发明内容

本发明旨在提供一种利用光刻技术和水热法，在温和条件下制备出精度好，保真度高，看不出明显的溶液扩散，图案质量高的微图案化银纳米线，旨在解决长期以来图案化银纳米线的技术难题，该体系在太阳能电池和抗菌方面均有广泛的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种银纳米线微图案化的制备方法，包括以下步骤：

a.光刻：将硅片依次进行匀胶、甩胶、前烘、曝光、后烘、显影；

b.翻模到PDMS：将光刻后的硅片放在模具中，倒入PDMS和固化剂，再放在加热板上加热，得到PDMS印章；

c.翻模到琼脂水凝胶：将得到的PDMS印章分别用丙酮和异丙醇清洗，翻模之前用氧气等离子体处理，然后放入模具中，再将琼脂溶液倒入模具中，固化成型，20-30分钟后切块，再放入硝酸铁溶液中浸泡，让琼脂水凝胶中充分吸取硝酸铁溶液，得到带有微图案的琼脂块；

d.银纳米线的制备：搅拌下，将乙二醇加热至150-200℃，恒温1-1.5 h再分别加入硝酸银溶液和PVP溶液反应，反应后冷却、洗涤、离心、分散在乙醇中，得到银纳米线乙醇分散液，这里反应时间越长，银纳米线越长越粗；

e.银纳米线的旋涂：将银纳米线乙醇分散液滴在洗净的玻璃片上用旋涂仪旋涂；

f.图案的刻蚀：用镊子将带有微图案的琼脂块取出，放在滤纸上晾干，然后将旋涂后的玻璃片和琼脂有图案的一面接触，剥离即可得到所需要的图案。

优选的，步骤a中，所述甩胶的转速为1000-1300 r/min；所述匀胶的速度为500-600 r/min；所述前烘的温度为60-80℃和130-150℃，时间均为5-10分钟；曝光时间根据具体的甩胶厚度和光强而定；所述后烘的温度为60-80℃，时间为5-10分钟。