[发明专利]聚多巴胺包覆的肩并肩金纳米棒自组装复合纳米结构的制备方法及所得产品

说明书

本发明涉及一种聚多巴胺包覆的肩并肩金纳米棒自组装复合纳米结构的制备方法及所得产品,该方法以异丙醇和聚丙烯酸诱导金纳米棒肩并肩自组装，进而利用聚多巴胺包覆金纳米棒自组装结构，所得金纳米棒沿轴向有序排列组装，形成金纳米棒肩并肩自组装结构。本发明操作简单、重复性好、成本低廉，所得聚多巴胺包覆的肩并肩金纳米棒自组装复合纳米结构具有较好的等离子体共振光学性质，表现出良好的光热效应及表面增强拉曼散射效应，光热转换效率好、自身耐热性好，在纳米光热诊疗剂及光学传感领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种以聚多巴胺为壳、以金纳米棒自组装结构为核的纳米复合结构的制备方法及所得产品，特别涉及一种聚多巴胺包覆的肩并肩（side by side）状有序排列的金纳米棒自组装复合纳米结构的制备方法及所得产品，属于功能纳米材料领域。

背景技术

近年来，金纳米棒因具有独特的可调光学性质和几何结构，在光学传感领域有着潜在的应用价值，受到诸多研究者的广泛关注。金纳米棒具有随长径比变化而从可见到近红外光区连续可调的表面等离子体共振吸收峰，极高的表面电场强度增强效应，极大的光学吸收、散射截面，以及从50%到100%连续可调的光热转换效率，在光学传感、生物医疗等领域具有较好的应用前景。金纳米棒作为光热转换基底，在接受近红外光照射进行光热转换之后，微观形貌易受热发生变化，表面包覆成为保持金纳米棒稳定的方法之一。聚多巴胺因其独特的表面修饰功能、良好的生物相容性，被广泛应用于功能材料研究领域。金纳米棒的组装可以通过分子诱导以头对头（end to end）或肩并肩（side by side）形式组装聚集。经过组装之后的金纳米棒易形成热点效应，对拉曼报告分子具有表面增强拉曼散射效应。但目前对金纳米棒进行自组装及包覆的方法具有步骤繁琐，所用试剂复杂，组装形式不易控制的缺陷，使金纳米棒的使用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚多巴胺包覆的肩并肩金纳米棒自组装复合纳米结构的制备方法及所得产品，该方法以异丙醇和聚丙烯酸诱导金纳米棒肩并肩自组装，进而利用聚多巴胺包覆金纳米棒自组装结构，操作简单、重复性好、成本低廉、能够稳定高效地得到金纳米棒组装体，对金纳米材料及其复合材料的制备与应用研究具有重要的指导意义。

本发明是通过以下措施来实现的：

本发明提供了一种简单方便、形貌特殊的聚多巴胺包覆的肩并肩金纳米棒自组装复合纳米结构的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）采用种子生长法制备金纳米棒，将所得金纳米棒离心清洗2次，然后分散入水中，得到高浓度金纳米棒溶液，备用；

（2）将步骤（1）的金纳米棒溶液加入水中，然后加入聚丙烯酸，调节pH为7-8，超声混合1-2h后滴加异丙醇，完成金纳米棒的自组装；

（3）将步骤（2）的混合物与异丙醇水溶液超声混合，然后调整pH至8-9，加入多巴胺进行反应，得到聚多巴胺包覆的肩并肩金纳米棒自组装复合纳米结构。

本发明先合成金纳米棒自组装结构，然后在该形貌的自组装结构表面包覆聚多巴胺壳层，得到最终的聚多巴胺包覆的肩并肩金纳米棒自组装复合纳米结构。该金纳米棒自组装结构中的金纳米棒呈“肩并肩”有序排列，所述金纳米棒可以采用种子生长法制备，本领域技术人员可根据文献中记载的方法制备不同尺寸的金纳米棒，不再赘述。基于光热效应及表面增强拉曼散射效应的考量，金纳米棒的直径为10-15纳米，长径比约为4-5:1。

本发明金纳米棒采用经典的种子生长法制得，因为制备过程中需要加入表面活性剂控制金纳米棒在反应液中生长，因此制得的金纳米棒表面会附有表面活性剂。为了后续反应的正常进行，步骤（1）中，将所得金纳米棒离心、清洗，降低金纳米棒上的表面活性剂浓度。清洗用纯水进行，清洗的次数可以根据表面活性剂的浓度情况进行选择，一般2次即可。