点阵的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纳米Si化点阵领域，特别设及一种31化不诱钢表面纳米SiO2点阵的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 无机材料的平面二维点阵结构在生物、医学、生物传感、检测等领域具有潜在的应 用前景（JHAmanda，ChangLeietal. [J].Phys.Chem.B, 2005, 127, 2264-2271)。
[0003] 目前，无机材料纳米点阵的制备方法常用的有刻蚀法，模板法，自组装等。刻蚀法 原则上可行的，但是由于设备昂贵、效率低，难W实现规模化。专利"一种二维六角点阵排列 的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方法"(CN101774536A)公开了一种制备六角点阵纳米 银的制备方法。该方法首先制备单一粒径的单层聚苯乙締纳米球六角密排结构模板，然后 沉积金属银膜，最后在乙醇中超声除去聚苯乙締纳米球模板，即得到二维六角点阵排列的 蜂窝状银纳米颗粒阵列结构。李海军等人（李海军，林文魅，张晓东等.表面等离子体近光 场光刻制作二维纳米阵列.[J].微纳电子技术.2010 :42(1) :60-63)利用金膜表面等离子 体激元增强光透射的原理进行了近场光刻的实验，在光刻胶上制备了二维点阵图形。但其 制作工艺相对繁琐，设备要求高，限制了其进一步的应用。自主装法制备纳米点阵时常需要 模板来调控纳米点阵间的距离及排列方式。安艳清等人（安艳清，陈森，薛群基.径基修饰 Si化纳米颗粒阵列在DMF中的组装.[J].河南大学学报.2008:38(1) 30-33)用氨基娃片作 基底，在Si〇2-COOH的N、N-二甲基甲酯胺值M巧溶液中组装，直接得到了Si〇2-COOH纳米颗 粒的非致密阵列结构。但是该方法所需设备昂贵，限制了其大规模应用。
[0004] 电化学阳极氧化法是常用的在金属基材表面构筑纳米结构的一种方法，并且可利 用生成的纳米管、纳米孔负载其他活性物质，从而赋予材料新的性能。此外，电化学阳极氧 化法工艺过程简单，可控性强，重复性好，且对于环境和仪器设备要求不高，是一种方便、廉 价而独特地得到大面积纳米结构的方法。 阳005] 31化不诱钢（316LS巧由于良好的生物相容性、力学性能、耐腐蚀性和易加工性 而作为生物医用材料被广泛应用于矫形外科、牙种植体和冠状动脉支架等组织修复领域。 31化SS尽管具有优异的综合性能，但在长期的临床使用中，仍然存在难W避免的问题和不 足，比如本身不具备生物活性，耐磨性、耐腐蚀性有待进一步改进。因此，需要开发有效的方 法对31化SS材料进行表面改性并提高其生物活性。电化学阳极氧化法可W在31化SS表面 构筑有序纳米坑阵列，且仍保持其良好的生物相容性、力学性能及耐体液腐蚀性。因此可W 通过负载生物活性物质，从而赋予31化SS更多的生物学功能。
[0006] 娃是人体不可或缺的微量元素之一，在骨、软骨及初带组织形成的早期阶段具有 重要作用，含娃的陶瓷材料表面有利于成骨细胞的增殖及黏附。无机娃基生物材料具有优 良的生物活性和降解性，能在体外和体内快速诱导类骨憐灰石沉积并促进骨组织相关细胞 的增殖和分化，运对于骨组织损伤的快速修复是非常重要的。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种31化不诱钢表面纳米Si化点阵的制备方 法，该方法快速，简便，高效，适合应用于生物材料表面改性设计。
[000引本发明的一种31化不诱钢表面纳米Si02点阵的制备方法，包括：
[0009] (1)将31化不诱钢在高氯酸的乙二醇电解液中进行电化学阳极氧化，得到表面具 有纳米坑阵列的31化不诱钢；其中，高氯酸与乙二醇的体积比为1:15~25 ;阳极氧化时体 系的溫度为-5°C~10°C;
[0010] (2)将硝酸加入到去离子水中，揽拌，然后在揽拌条件下加入到娃源中，揽拌反应， 得到Si〇2溶胶；其中，娃源、去离子水、硝酸的体积比为1 :0. 4~1 :0. 005~0. 02 ; W11] 做步骤似中的Si化溶胶在5°C~40°C下滴加到步骤（1)的表面具有纳米坑 阵列的31化不诱钢中，静置，清洗，干燥，在保护气氛围下，赔烧，得到31化不诱钢表面纳米 Si〇2点阵。 阳01引所述步骤（1)中阳极氧化的电压为20V~70V，时间为80s~15min。 阳01引所述步骤（1)中表面具有纳米坑阵列的31化不诱钢的坑径为50nm~150nm。 [0014] 所述步骤似中硝酸的浓度为2mol/L。
[001引所述步骤似中娃源为正娃酸乙醋、正娃酸甲醋或正娃酸下醋。
[0016] 所述步骤似中揽拌反应的溫度为5°C~40。时间为30min~50min。
[0017] 所述步骤（3)中Si〇2溶胶的粘度为0.OOlPa?S~0. 003Pa?S。 阳01引所述步骤（3)中静置的时间为4~24h。
[0019] 所述步骤（3)中清洗为用乙醇和去离子水反复清洗。
[0020] 所述步骤（3)中干燥的溫度为35°C~140°C，时间为比~lOh。
[0021] 所述步骤（3)中保护气为氮气或氣气。 阳02引所述步骤做中赔烧溫度为300°C~600°C，升溫速率为rc/min~4°C/min,赔 烧时间为化~化。
[0023] 可通过调节31化SS表面纳米坑阵列的坑径大小来调控Si化纳米颗粒大小。
[0024] 本发明采用场发射扫描电镜（FESEM)观察31化SS表面纳米坑阵列、31化不诱钢表 面纳米Si化点阵表面形貌；采用X射线衍射能谱巧DS)扫描分析31化SS表面纳米坑阵列、 31化不诱钢表面纳米Si化点阵表面元素组成，其结果如图1~图4所示。 阳做]有益效果
[00%] (1)本发明的制备方法简单易行，成本低廉而且便于推广；
[0027] (2)本发明的制备方法得到的纳米Si化点阵高度有序，SiO2纳米颗粒粒径均一；
[002引 （3)本发明的制备方法得到的16L表面纳米Si02点阵仍然保持了 31化SS表面纳 米坑阵列的纳米坑结构。
【附图说明】
[0029] 图1为实施例1中31化SS表面纳米坑阵列的阳沈M图；
[0030] 图2为实施例1中31化SS表面纳米Si〇2点阵的阳沈M图；
[0031] 图3为实施例1中31化SS表面纳米坑阵列的邸S图； 阳03引图4为实施例1中31化SS表面纳米Si〇2点阵的邸S图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，运些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可W对本发明作各种改动或修改，运些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。 阳〇34] 实施例1 阳03引 （1)31化SS表面纳米坑阵列的制备：将31化SS于高氯酸、乙二醇的混合液（V:V= 1:15)中，体系溶液溫度为10°C，20V阳极氧化15min，坑径为50nm。