值和所述第二类型的纳米颗粒的浓度分别为大于或等于第一表面电势阈值和大于或等于第二浓度阈值，所述第一阈值和第二阈值各自依赖于所述第二分散介质的性质和所述第二类型的可极化纳米颗粒的性质，使得 在足够长且小于15分钟的第二接触时间之后，所获得的第二组件为具有第二期望的几何形状的第二单层或多层组件，并且其中就不存在不期望的缝隙而言，至少所述第一层为紧凑的，所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于所述两个相邻纳米颗粒的尺寸，优选大于或等于一个纳米颗粒的尺寸，在所述可极化纳米颗粒和所述第二子图案的表面电势之间的相互作用产生的介电泳力的作用下，所述纳米颗粒彼此结合和/或与所述基板结合。5.—种制造由两种类型的胶体纳米颗粒形成的二元微观结构/纳米结构的方法，所述二元微观结构/纳米结构包括: 第一类型的胶体纳米颗粒的第一单层或多层组件，所述第一单层或多层组件连接至驻极体基板并具有第一自由选择的和预定的几何形状，和 第二类型的胶体纳米颗粒的第二单层或多层组件，所述第二单层或多层组件连接至驻极体基板并具有第二自由选择的和预定的几何形状，其中就不存在不期望的缝隙而言，至少所述第一层为紧凑的，所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于第二类型的两个相邻纳米颗粒的尺寸，优选大于或等于第二类型的一个纳米颗粒的尺寸， 特征在于所述方法包括下列阶段:在第一阶段￠04)中，提供包括驻极体材料且具有自由接收表面的驻极体基板，然后在第二阶段￠06)中，根据具有第一符号的电荷的第一预定子图案，在所述驻极体基板的接收表面上相继或平行地书写第一表面电势，所述第一预定子图案对应于第一类型的纳米颗粒的第一组件，所述第一子图案构成电荷图案的第一部分，所述电荷图案还包括具有与所述第一符号相反的第二符号的电荷的第二预定子图案， 在第三阶段￠08)中，使具有书写所述第一表面电势的接收表面的驻极体基板与第一胶体分散体接触小于或等于15分钟的第一接触时间， 所述第一胶体分散体包含第一类型的纳米颗粒和液体溶剂或气体形式的第一分散介质；所述第一类型的纳米颗粒根据所述第二符号带电或者为基本上中性且可电极化的；所述第一接触时间足够长以允许在所述驻极体基板中书写的电荷的第一子图案上形成第一类型的纳米颗粒的具有第一单层或多层几何形状的第一组件；当所述第一类型的纳米颗粒根据所述第二符号带电时，在所述第一类型的纳米颗粒和所述电荷的第一子图案的表面电势之间的库仑相互作用产生的电泳力的作用下，所述第一类型的纳米颗粒与所述基板结合；或者当所述第一类型的纳米颗粒为基本上中性并且可电极化时，在所述可极化的纳米颗粒和所述电荷的第一子图案的表面电势之间的相互作用产生的介电泳力的作用下，所述第一类型的纳米颗粒与所述基板结合， 在第四阶段￠10)中，干燥所述驻极体基板和所述第一组件，同时形成第三阶段(608)结尾处的中间微观结构/纳米结构，然后 在第五阶段￠12)中，根据具有所述第二符号的电荷的第二预定子图案，在位于所述第一组件覆盖的区域外部的干燥的中间结构的驻极体基板接收表面上相继或平行地书写第二表面电势，然后 在第六阶段￠14)中，使书写所述第二表面电势的中间结构与第二胶体分散体接触第二接触时间， 所述第二胶体分散体包含第二类型的胶体纳米颗粒和液体溶剂或气体形式的第二分散介质，所述第二类型的胶体纳米颗粒为电中性或拟中性的并且在外电场的作用下是可电极化的，所述第二分散介质基本上没有电极化作用并且所述胶体纳米颗粒分散于其中，以及 所述表面电势的值和所述第二类型的纳米颗粒的浓度分别为大于或等于第一表面电势阈值和大于或等于第二浓度阈值，所述第一阈值和第二阈值各自依赖于所述第二分散介质的性质和所述第二类型的可极化纳米颗粒的性质，使得 在第二接触时间之后，所获得的第二组件为具有第二期望的几何形状的第二单层或多层组件，其中就不存在不期望的缝隙而言，至少所述第一层为紧凑的，所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于第二类型的两个相邻纳米颗粒的尺寸，优选大于或等于第二类型的一个纳米颗粒的尺寸；在所述可极化纳米颗粒和所述第二子图案的表面电势之间的相互作用产生的介电泳力的作用下，所述纳米颗粒彼此结合和/或与所述基板结合。6.如权利要求4或权利要求5所述的制造胶体纳米颗粒的二元微观结构的方法，其中所述第一类型的胶体纳米颗粒具有将近红外(NIR)光谱中的辐射转换为第一可见光谱中的辐射的性质，且所述第二类型的纳米颗粒具有将近红外(NIR)光谱中的相同辐射转换为第二可见光谱中的辐射的性质，所述第一可见光谱不同于所述第二可见光谱。7.如权利要求4至6中任一项所述的制造胶体纳米颗粒的二元微观结构/纳米结构的方法，其中根据尺寸、电荷的第一子图案和第一接触时间选择第一类型的带电纳米颗粒的浓度、第一分散介质和第一类型的纳米颗粒；根据尺寸和极化性以及第二接触时间选择第二类型的可极化纳米颗粒的浓度、第二分散介质和第二类型的纳米颗粒，以获得具有第一几何形状的第一组件和具有期望的第二几何形状的第二组件；所述第一和第二几何形状相对于所述基板的接收表面为具有相同高度的共轭形状，使得所述第一组件的几何形状和所述第二单独组件的几何形状通过AFM或通过使用可见光谱照明的光学显微镜在形貌上为不可检测的。8.如权利要求1至7中任一项所述的制造胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构的方法，其中根据电荷图案在所述驻极体基板的接收表面上书写表面电势的阶段通过以下方法根据喜好进行，所述方法包括 通过聚焦离子束书写电荷、通过聚焦电子束书写电荷、通过原子力显微镜(AFM)书写电荷和通过电子摄影术书写电荷在所述驻极体基板上相继书写正电荷和/或负电荷的方法， 通过电纳米压印和电微接触在所述驻极体基板上平行地书写正电荷和/或负电荷的方法。9.如权利要求1至8中任一项所述的制造胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构的方法，其中: 所述驻极体材料为包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(H)形貌MS)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PFTE)、硫酸三甘肽(TGS)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氮化硅(Si3N4)、氧化硅(S12)或化合物Si3N4/Si02/Si (NOS)在内的材料； 所述基本上中性和可电极化的胶体纳米颗粒为通过其自身或通过配体和/或电荷稳定的化合物，具有包括等离子体性质、导电性质、磁性、发光性质、催化性质、电致变色性质或光致变色性质在内的物理性质，可成为基本上中性和可电极化的并且由碱性胶体纳米颗粒产生， 所述碱性胶体纳米颗粒具有实芯和在适当情况下的壳并且包括乳胶、S12, T12, ZrO2;CdS、CdSe、PbSe、GaAs、GaN、InP、In2O3' ZnS、ZnO、MoS2、S1、C、ITO、Fe2O3' Fe3O4' Co、Fe_Co、Fe3C、Fe5C2' Ni ;Au、Ag、Cu、Pt和双金属纳米颗粒；W03;NaLnF 4、镧系氟化物(LnF3)、镧系氧化物(Ln2O3)、锆酸盐、硅酸盐、掺杂或不掺杂一种或多种不同的镧系元素的氢氧化物(Ln(OH)3)和氧化物的硫化物(Ln表示镧系元素)、以及这些化合物的混合物；并且用于所述可极化纳米颗粒的分散介质根据喜好为液体溶剂或非极化气体， 所述液体溶剂包括戊烷、异戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环己烯、苯、甲苯、甲基环己烷、二甲苯、均三甲苯、氯仿、二氯甲烷或四氯乙烯，所述非极化分散气体包括分子氮气N2、氩气Ar和空气。10.如权利要求1至9中任一项所述的制造胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构的方法，所述方法包括以下附加阶段: 在形成组件的驻极体基板上通过空间坐标选择和定位表面区域，所述表面区域未被连接至纳米颗粒的组件所覆盖，所述纳米颗粒以偶然地和非受控方式并以得自沉积噪音的结构形式连接，所述结构形式根据紧凑度和随机性具有并不非常密集的分布并且依赖在其上形成组件的驻极体基板的样品，然后 捕获在所选择的表面区域中沉积的纳米颗粒的随机结构的图像并形成信号，根据喜好捕获的图像为AFM形貌图像、光学图像或光致发光图像，然后在内存中保存捕获的图像和对应于表面区域的空间坐标。11.由胶体纳米颗粒形成的微观结构/纳米结构，其包括: 包括驻极体材料并具有自由接收表面的驻极体基板，其中根据正电荷和/或负电荷的图案在所述驻极体基板的接收表面上书写表面电势， 连接至驻极体基板的具有几何形状的胶体纳米颗粒的组件， 特征在于: 所述胶体纳米颗粒为电中性或拟中性的并且在外电场的作用下是可电极化的，并且所述可极化纳米颗粒以单层或多层形式排布，并且在可极化纳米颗粒和电荷图案的表面电势之间存在的相互作用产生的介电泳力的作用下，所述可极化纳米颗粒彼此直接结合和/或与基板结合，并且 在所述驻极体基板中书写的相同极性的电荷图案对应于纳米颗粒的单层或多层组件的几何形状，并且 由电荷图案产生的表面电势的绝对值为大于或等于第一表面电势阈值，所述第一表面电势阈值依赖于可极化纳米颗粒的性质并且使得就不存在不期望的缝隙而言，至少胶体纳米颗粒的组件的第一层为紧凑的，所述不期望的缝隙的尺寸为大于两个相邻纳米颗粒的尺寸，优选大于一个纳米颗粒的尺寸。12.如权利要求11所述的由胶体纳米颗粒形成的微观结构/纳米结构，其中: 通过电荷图案产生的表面电势的绝对值为大于或等于第三阈值，所述第三阈值依赖于所述可极化纳米颗粒的性质，并且使得所述组件为多层组件。13.由两种不同类型的胶体纳米颗粒以二元组件形式形成的微观结构/纳米结构，其包括， 包括驻极体材料并且具有自由接收表面的驻极体基板， 第一类型的胶体纳米颗粒的第一单层或多层组件，其连接至驻极体基板， 第二类型的胶体纳米颗粒的第二单层或多层组件，其连接至驻极体基板， 特征在于: 所述驻极体基板包括根据具有第一符号的电荷的预定图案和具有与所述第一符号相反的第二符号的电荷的预定图案在所述驻极体基板的接收表面上书写的表面电势，所述电荷图案包括第一符号的电荷的第一子图案和第二符号的电荷的第二子图案，并且 形成第一单层或多层组件的第一类型的纳米颗粒是根据第二符号带电，并且在第一类型的纳米颗粒和在驻极体基板中书写的电荷的第一子图案的表面电势之间存在的相互作用产生的库仑力的作用下，所述形成第一单层或多层组件的第一类型的纳米颗粒与驻极体基板结合；或者所述形成第一单层或多层组件的第一类型的纳米颗粒基本上为中性的和可电极化的，并且在第二类型的纳米颗粒和在驻极体基板中书写的电荷的第一子图案的表面电势之间存在的相互作用产生的介电泳力的作用下，所述形成第一单层或多层组件的第一类型的纳米颗粒彼此结合和/或与基板结合，并且 形成第二单层或多层组件的第二类型的胶体纳米颗粒为电中性或拟中性的和在外电场的作用下为可电极化的，并且在第二类型的纳米颗粒和在驻极体基板中书写的电荷的第二子图案的表面电势之间存在的相互作用产生的介电泳力的作用下，所述形成第二单层或多层组件的第二类型的胶体纳米颗粒彼此结合和/或与基板结合，并且 在驻极体基板中书写的第二符号的电荷的第二子图案对应于纳米颗粒的第二单层或多层组件的几何形状，且 通过所述电荷图案产生的表面电势的绝对值大于依赖于可极化纳米颗粒的性质的第一表面电势阈值，并且使得就不存在不期望的缝隙而言，至少胶体纳米颗粒的第二组件的第一层为紧凑的，所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于两个相邻纳米颗粒的尺寸，优选大于或等于一个纳米颗粒的尺寸。14.如权利要求13所述的由两种不同类型的胶体纳米颗粒形成的微观结构/纳米结构，其中: 所述第一类型的纳米颗粒和所述第二类型的纳米颗粒分别具有第一尺寸和第二尺寸，并且 所述第一组件和第二组件分别具有第一数量和第二数量的层，并且具有第一数量的层的产品的所述第一尺寸和具有第二数量的层的产品的所述第二尺寸为基本上相等，并且 配置根据强度编码的电压的第一子图案和第二子图案的形状以及所述驻极体基板的接收表面上的电势符号的形状，使得所述第一组件和第二组件的第一几何形状和第二几何形状分别为共轭形状并且相对于所述基板的接收表面具有基本上相同的高度，由此使得第一组件的几何形状和第二组件的几何形状通过AFM和/或通过使用可见光谱照明的光学显微镜在形貌上各自为不可检测的。15.如权利要求13或14所述的两种不同类型的胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构，其中: 所述第一类型的纳米颗粒具有将近红外(NIR)光谱中的辐射转换为第一可见光谱中的辐射的性质，并且所述第二类型的纳米颗粒具有将近红外(NIR)光谱中的相同辐射转换为第二可见光谱中的辐射的性质，所述第一可见光谱不同于所述第二可见光谱。16.一种防伪和/或可追溯和/或认证标签，其包含权利要求11至15中任一项所定义的胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构或包含通过权利要求1至10中任一项定义的方法而获得的胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构。17.如权利要求16所述的防伪和/或可追溯和/或认证标签，其另外包含: 根据沉积噪音以偶然地和非受控方式连接的纳米颗粒结构，所述纳米颗粒结构根据紧凑度和随机性具有并不非常密集的分布、在未被组件覆盖的驻极体基板的表面区域上产生并且通过空间坐标定位于所述驻极体基板上，和 沉积在所定位的表面区域上的纳米颗粒的所述随机结构的图像，所述捕获的图像根据喜好为AFM形貌图像、光学图像或光致发光图像并存储在内存中。18.如权利要求17所述的防伪和/或可追溯和/或认证标签，其中 所述随机结构的图像的坐标保存在对应于所述随机结构的图像的信息介质上。
【专利摘要】本发明涉及生产连接至驻极体基板连接的胶体纳米颗粒的定向单层或多层组件的方法，该方法包括步骤(4)根据正和/或负电荷的图案给予驻极体基板表面电势，和步骤(6)使驻极体基板与胶体分散体接触。胶体分散体包含电中性或接近中性且可电极化的胶体纳米颗粒，以及非极化或弱极化的分散介质。表面电势的绝对值和可极化纳米颗粒的浓度分别为不低于第一表面电势阈值和不低于第二浓度阈值，从而获得具有期望的几何形状的组件，其中就不存在不期望的缝隙而言，至少第一层是紧凑的，该不期望的缝隙的尺寸为大于两个相邻纳米颗粒的尺寸，优选不大于一个纳米颗粒的尺寸。
【IPC分类】B81C1/00
【公开号】CN105209371
【申请号】CN201480016675
【发明人】L·雷西尔, S·内拉尔盖特穆尼克里希纳安, P·穆岱
【申请人】国立图卢兹应用科学学院, 国家科学研究中心, 图卢兹第三大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年2月27日
【公告号】EP2964564A1, US20160009552, WO2014136023A1