一種改性非絕緣體納米線及其制備方法、組裝膜和器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及納米線技術領域，尤其涉及一種改性非絕緣體納米線及其制備方法、組裝膜和器件。
【背景技術】
[0002]納米線是一種一維納米材料，具有優(yōu)異的光學、電學、磁學性能，可作為能量傳輸材料。對納米材料進行功能化改性和結構單元組裝來實現(xiàn)納米材料不同功能的集成是擴展納米材料未來應用的關鍵，如將環(huán)境響應型高分子物質通過一定的方法與無機納米顆粒復合，環(huán)境響應型高分子物質在受到外界環(huán)境變化(如溫度、pH、光及離子強度等)刺激時，自身結構及物化性質也會隨之發(fā)生變化，會導致表面修飾有環(huán)境響應型高分子物質的納米顆粒之間的距離發(fā)生變化，納米顆粒之間距離的變化會使制備得到的納米器件性能發(fā)生改變，如透明電極的透光性、表面等離子效應等性能發(fā)生改變。
[0003]Langmuir-Blodgett技術組裝法能夠在空氣與液體界面實現(xiàn)從零維納米球到一維納米線的有序排列，得到可轉移至各種襯底上的單層或多層納米線膜，如文獻(MaterialsHorizons, 2014年，I卷，338-343)公開了一種大規(guī)模制備不同直徑的碲納米線的方法，將制備得到的碲納米線利用Langmuir-Blodgett技術組裝法進行組裝，能夠得到排列規(guī)整的單層或多層碲納米線組裝膜。現(xiàn)有技術一般通過電子束刻蝕或調節(jié)組裝過程中外力大小的方法制備得到納米線間距可調的納米線薄膜，采用這些方法制備納米線間距可調的納米線薄膜的工藝復雜，制備的產品產量低、成本高，限制了納米薄膜在納米器件中的潛在應用。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種改性非絕緣體納米線及其制備方法、組裝膜和器件，采用本發(fā)明提供的改性非絕緣體納米線制備納米線間距可調的組裝膜工藝簡單、便于操作。
[0005]本發(fā)明提供了一種改性非絕緣體納米線，由非絕緣體納米線依次經(jīng)過含酸化合物和端氨基聚合物修飾得到；所述含酸化合物包括多巴胺鹽酸鹽或正硅酸乙酯。
[0006]優(yōu)選的，所述非絕緣體納米線為金納米線、銀納米線、碲納米線、銅納米線、鈾納米線、鈀納米線、鎘納米線、鉛納米線、^!了納米線、碲化銀納米線或碲-金納米線。
[0007]優(yōu)選的，所述端氨基聚合物包括端氨基醚類聚合物、端氨基丙烯酰胺類聚合物或端氨基丙烯酸類聚合物。
[0008]優(yōu)選的，所述端氨基聚合物包括端氨基聚乙二醇單甲醚、端氨基聚(N-異丙基丙烯酰胺)或端氨基聚(N，N- 二甲氨基甲基丙烯酸)。
[0009]優(yōu)選的，所述端氨基聚合物的數(shù)均分子量為350?40000。
[0010]本發(fā)明提供了一種改性非絕緣體納米線的制備方法，包括:
[0011 ] 在堿性條件下，將非絕緣體納米線和含酸化合物進行反應，得到中間產物；所述含酸化合物包括多巴胺鹽酸鹽或正硅酸乙酯；
[0012]在堿性條件下，將所述中間產物和端氨基聚合物進行反應，得到改性非絕緣體納米線。
[0013]優(yōu)選的，所述堿性條件的pH值為7.5?10。
[0014]本發(fā)明提供的改性非絕緣體納米線及提供的方法制備得到的改性非絕緣體納米線，采用含酸化合物和端氨基聚合物對非絕緣體納米線進行修飾，采用不同分子量的端氨基聚合物修飾非絕緣體納米線得到的修飾層的厚度不同，本發(fā)明可通過調控端氨基聚合物的分子量調節(jié)改性非絕緣體納米線修飾層的厚度，進而利用這種厚度可調的改性非絕緣體納米線制備納米線間距可調的組裝膜，采用這種改性非絕緣體納米線制備納米線間距可調的組裝膜的方法工藝簡單、便于操作，可大規(guī)模的調控組裝膜中納米線之間的距離。
[0015]此外，本發(fā)明提供的改性非絕緣體納米線的制備方法原料易得、工藝簡單，可進行批量生產。
[0016]本發(fā)明提供了一種組裝膜，包括由改性非絕緣體納米線經(jīng)Langmuir-Blodgett技術組裝法制備得到的單層組裝膜，所述改性非絕緣體納米線為上述技術方案所述的改性非絕緣體納米線，或上述技術方案所述的制備方法制備得到的改性非絕緣體納米線。
[0017]優(yōu)選的，所述組裝膜包括由所述單層組裝膜經(jīng)過多次Langmuir-Blodgett技術組裝法層層組裝制備得到的多層組裝膜。
[0018]本發(fā)明提供的組裝膜將上述技術方案所述的間距可調的改性非絕緣體納米線通過Langmuir-Blodgett技術組裝法制備得到，采用這種方法制備納米線間距可調的組裝膜工藝簡單、便于操作，可大規(guī)模調控組裝膜中納米線之間的距離。此外，本發(fā)明提供的組裝膜實現(xiàn)了納米線功能化和結構化的同時調整，這種組裝膜的應用領域更為廣闊。
[0019]本發(fā)明提供了一種器件，包括上述技術方案所述的組裝膜。
[0020]本發(fā)明提供的器件包括上述技術方案所述的組裝膜，所述組裝膜中納米線之間的距離可調，納米線之間的距離對組裝膜的光學性能和電學性能具有重要的影響，可以有效地調節(jié)組裝膜的光學性能和電學性能，使本發(fā)明可以得到不同光學性能和電學性能的器件。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明實施例1制備得到的碲納米線溶液的透射電鏡圖片；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例2制備得到的中間產物的透射電鏡圖片；
[0024]圖3為本發(fā)明實施例2制備得到的改性碲納米線的透射電鏡圖片；
[0025]圖4為本發(fā)明實施例3制備得到的單層組裝膜的透射電鏡圖片；
[0026]圖5為本發(fā)明實施例4制備得到的雙層組裝膜的透射電鏡圖片；
[0027]圖6為本發(fā)明實施例5制備得到的碲化銀單層組裝膜的透射電鏡圖片；
[0028]圖7為本發(fā)明實施例6制備得到的碲-金單層組裝膜的透射電鏡圖片；
[0029]圖8為本發(fā)明實施例8制備得到的單層組裝膜的透射電鏡圖片。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031 ] 本發(fā)明提供了一種改性非絕緣體納米線，由非絕緣體納米線依次經(jīng)過含酸化合物和端氨基聚合物修飾得到；所述含酸化合物包括多巴胺鹽酸鹽或正硅酸乙酯。
[0032]在本發(fā)明的實施例中，所述非絕緣體納米線可以為金納米線、銀納米線、碲納米線、銅納米線、鈾納米線、鈀納米線、鎘納米線、鉛納米線、I了納米線、碲化銀納米線或碲-金納米線。本發(fā)明對所述非絕緣體納米線的來源沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的非絕緣體納米線的制備方法制備得到即可，如可按照文獻(Journal of the AmericanChemical Society, 2014年，136卷，10242-10245)所公開的方法制備得到碲納米線，也可按照下述方法制備得到碲納米線:
[0033]在堿性條件下，將聚維酮(PVP-K30)和亞碲酸鈉進行反應，得到碲納米線。
[0034]在本發(fā)明的實施例中，可以將聚維酮和亞碲酸鈉先溶解在水中，得到混合液；再將所述混合液與氨水和水合肼混合后進行反應，得到碲納米線。在本發(fā)明的實施例中，可以將聚維酮和亞碲酸鈉先溶解在去離子水中，得到混合液。在本發(fā)明的實施例中，所述水、氨水和水合肼的體積比為(300?350): (30?35): (15?19);在其他的實施例中，所述水、氨水和水合肼的體積比為(310?340): (32?34): (16?18);在另外的實施例中，所述水、氨水和水合肼的體積比為330:33:17。
[0035]在本發(fā)明的實施例中，所述聚維酮和亞碲酸鈉反應的溫度為160°C?200°C ;在其他的實施例中，所述聚維酮和亞碲酸鈉反應的溫度為170°C?180°C。在本發(fā)明的實施例中，所述聚維酮和亞碲酸鈉反應的時間為2.5小時?3.5小時；在其他的實施例中，所述聚維酮和