一种改性非绝缘体纳米线及其制备方法、组装膜和器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纳米线技术领域，尤其涉及一种改性非绝缘体纳米线及其制备方法、组装膜和器件。
【背景技术】
[0002]纳米线是一种一维纳米材料，具有优异的光学、电学、磁学性能，可作为能量传输材料。对纳米材料进行功能化改性和结构单元组装来实现纳米材料不同功能的集成是扩展纳米材料未来应用的关键，如将环境响应型高分子物质通过一定的方法与无机纳米颗粒复合，环境响应型高分子物质在受到外界环境变化(如温度、pH、光及离子强度等)刺激时，自身结构及物化性质也会随之发生变化，会导致表面修饰有环境响应型高分子物质的纳米颗粒之间的距离发生变化，纳米颗粒之间距离的变化会使制备得到的纳米器件性能发生改变，如透明电极的透光性、表面等离子效应等性能发生改变。
[0003]Langmuir-Blodgett技术组装法能够在空气与液体界面实现从零维纳米球到一维纳米线的有序排列，得到可转移至各种衬底上的单层或多层纳米线膜，如文献(MaterialsHorizons, 2014年，I卷，338-343)公开了一种大规模制备不同直径的碲纳米线的方法，将制备得到的碲纳米线利用Langmuir-Blodgett技术组装法进行组装，能够得到排列规整的单层或多层碲纳米线组装膜。现有技术一般通过电子束刻蚀或调节组装过程中外力大小的方法制备得到纳米线间距可调的纳米线薄膜，采用这些方法制备纳米线间距可调的纳米线薄膜的工艺复杂，制备的产品产量低、成本高，限制了纳米薄膜在纳米器件中的潜在应用。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性非绝缘体纳米线及其制备方法、组装膜和器件，采用本发明提供的改性非绝缘体纳米线制备纳米线间距可调的组装膜工艺简单、便于操作。
[0005]本发明提供了一种改性非绝缘体纳米线，由非绝缘体纳米线依次经过含酸化合物和端氨基聚合物修饰得到；所述含酸化合物包括多巴胺盐酸盐或正硅酸乙酯。
[0006]优选的，所述非绝缘体纳米线为金纳米线、银纳米线、碲纳米线、铜纳米线、铀纳米线、钯纳米线、镉纳米线、铅纳米线、^!了纳米线、碲化银纳米线或碲-金纳米线。
[0007]优选的，所述端氨基聚合物包括端氨基醚类聚合物、端氨基丙烯酰胺类聚合物或端氨基丙烯酸类聚合物。
[0008]优选的，所述端氨基聚合物包括端氨基聚乙二醇单甲醚、端氨基聚(N-异丙基丙烯酰胺)或端氨基聚(N，N- 二甲氨基甲基丙烯酸)。
[0009]优选的，所述端氨基聚合物的数均分子量为350?40000。
[0010]本发明提供了一种改性非绝缘体纳米线的制备方法，包括:
[0011 ] 在碱性条件下，将非绝缘体纳米线和含酸化合物进行反应，得到中间产物；所述含酸化合物包括多巴胺盐酸盐或正硅酸乙酯；
[0012]在碱性条件下，将所述中间产物和端氨基聚合物进行反应，得到改性非绝缘体纳米线。
[0013]优选的，所述碱性条件的pH值为7.5?10。
[0014]本发明提供的改性非绝缘体纳米线及提供的方法制备得到的改性非绝缘体纳米线，采用含酸化合物和端氨基聚合物对非绝缘体纳米线进行修饰，采用不同分子量的端氨基聚合物修饰非绝缘体纳米线得到的修饰层的厚度不同，本发明可通过调控端氨基聚合物的分子量调节改性非绝缘体纳米线修饰层的厚度，进而利用这种厚度可调的改性非绝缘体纳米线制备纳米线间距可调的组装膜，采用这种改性非绝缘体纳米线制备纳米线间距可调的组装膜的方法工艺简单、便于操作，可大规模的调控组装膜中纳米线之间的距离。
[0015]此外，本发明提供的改性非绝缘体纳米线的制备方法原料易得、工艺简单，可进行批量生产。
[0016]本发明提供了一种组装膜，包括由改性非绝缘体纳米线经Langmuir-Blodgett技术组装法制备得到的单层组装膜，所述改性非绝缘体纳米线为上述技术方案所述的改性非绝缘体纳米线，或上述技术方案所述的制备方法制备得到的改性非绝缘体纳米线。
[0017]优选的，所述组装膜包括由所述单层组装膜经过多次Langmuir-Blodgett技术组装法层层组装制备得到的多层组装膜。
[0018]本发明提供的组装膜将上述技术方案所述的间距可调的改性非绝缘体纳米线通过Langmuir-Blodgett技术组装法制备得到，采用这种方法制备纳米线间距可调的组装膜工艺简单、便于操作，可大规模调控组装膜中纳米线之间的距离。此外，本发明提供的组装膜实现了纳米线功能化和结构化的同时调整，这种组装膜的应用领域更为广阔。
[0019]本发明提供了一种器件，包括上述技术方案所述的组装膜。
[0020]本发明提供的器件包括上述技术方案所述的组装膜，所述组装膜中纳米线之间的距离可调，纳米线之间的距离对组装膜的光学性能和电学性能具有重要的影响，可以有效地调节组装膜的光学性能和电学性能，使本发明可以得到不同光学性能和电学性能的器件。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明实施例1制备得到的碲纳米线溶液的透射电镜图片；
[0023]图2为本发明实施例2制备得到的中间产物的透射电镜图片；
[0024]图3为本发明实施例2制备得到的改性碲纳米线的透射电镜图片；
[0025]图4为本发明实施例3制备得到的单层组装膜的透射电镜图片；
[0026]图5为本发明实施例4制备得到的双层组装膜的透射电镜图片；
[0027]图6为本发明实施例5制备得到的碲化银单层组装膜的透射电镜图片；
[0028]图7为本发明实施例6制备得到的碲-金单层组装膜的透射电镜图片；
[0029]图8为本发明实施例8制备得到的单层组装膜的透射电镜图片。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031 ] 本发明提供了一种改性非绝缘体纳米线，由非绝缘体纳米线依次经过含酸化合物和端氨基聚合物修饰得到；所述含酸化合物包括多巴胺盐酸盐或正硅酸乙酯。
[0032]在本发明的实施例中，所述非绝缘体纳米线可以为金纳米线、银纳米线、碲纳米线、铜纳米线、铀纳米线、钯纳米线、镉纳米线、铅纳米线、I了纳米线、碲化银纳米线或碲-金纳米线。本发明对所述非绝缘体纳米线的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的非绝缘体纳米线的制备方法制备得到即可，如可按照文献(Journal of the AmericanChemical Society, 2014年，136卷，10242-10245)所公开的方法制备得到碲纳米线，也可按照下述方法制备得到碲纳米线:
[0033]在碱性条件下，将聚维酮(PVP-K30)和亚碲酸钠进行反应，得到碲纳米线。
[0034]在本发明的实施例中，可以将聚维酮和亚碲酸钠先溶解在水中，得到混合液；再将所述混合液与氨水和水合肼混合后进行反应，得到碲纳米线。在本发明的实施例中，可以将聚维酮和亚碲酸钠先溶解在去离子水中，得到混合液。在本发明的实施例中，所述水、氨水和水合肼的体积比为(300?350): (30?35): (15?19);在其他的实施例中，所述水、氨水和水合肼的体积比为(310?340): (32?34): (16?18);在另外的实施例中，所述水、氨水和水合肼的体积比为330:33:17。
[0035]在本发明的实施例中，所述聚维酮和亚碲酸钠反应的温度为160°C?200°C ;在其他的实施例中，所述聚维酮和亚碲酸钠反应的温度为170°C?180°C。在本发明的实施例中，所述聚维酮和亚碲酸钠反应的时间为2.5小时?3.5小时；在其他的实施例中，所述聚维酮和