S自摻雜半導體光熱材料及其在隱形指紋成像方面的應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于隱形指紋成像技術領域，特別涉及一種基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料及其在隱形指紋成像方面的應用。
【背景技術】
[0002]由于指紋是每個人獨有的標記，因此隱形指紋的可視化及區別性研究，在司法鑒定和反恐應用中發揮了重要作用。此外，指紋中毒品代謝物的分泌和爆炸品的殘留，為研究特定人群的行為提供了重要信息。時至今日，包括電化學、光學斷層相干成像、質譜、紅外和拉曼光譜等技術在內的方法，已被成功地應用于指紋成像和隱形指紋中違規毒品及爆炸品殘留物的檢測，但這些技術面臨的主要問題是不能應用于犯罪現場的司法調查。而包括熒光成像、電場顯微鏡、共焦顯微鏡、色譜法在內的基于納米顆粒的光學成像技術，雖然具有較高的選擇性和便攜性，但成像質量常常受到背景顏色以及自身熒光的干擾，只能在特定顏色的基板上實現隱形指紋的成像。
[0003]能夠將電磁福射轉換為熱能的功能材料，S卩光熱功能材料，在光熱成像方面具有重要的潛在應用價值，而材料來源豐富的Cu2-xS(Se)納米顆粒以其高而穩定的光熱轉換效率成為備受青睞的光熱功能材料。探索基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料在光熱成像上的應用，引起了人們極大的興趣，但是這種材料并沒有被應用于隱形指紋的光熱成像，主要原因是在有機相中合成的疏水性納米顆粒不適用于結合指紋。因此，發展具有合適的表面性質和高而穩定的光熱轉換效率的CU2-XS納米晶，是實現隱形指紋光熱成像的重要前提，這也是本發明的意義和關鍵所在。
【發明內容】
[0004]本發明為滿足隱形指紋成像的需求，特別設計了一種具有較高光熱轉換效率的Cu2-XS自摻雜半導體材料，可以吸收近紅外甚至遠紅外光，并將吸收的光能轉化為熱能，可以應用于隱形指紋的光熱成像。
[0005]本發明所述的基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料的隱形指紋成像方法，其具體步驟如下:
[0006]a.取有機相分散的CU2—XS納米顆粒，1 = 0-1，其中012—4納米顆粒含量為8-12!!^，與2-6mg稀丙基硫醇混合并分散在l-2mL氯仿中，攪拌10_60min后加入40_10(^1^濃度為0.5-
1.0mg/mL的AIBN溶液；然后加入8-12mL濃度為1.5-2.0mg/mL的SDS水溶液，冰浴下超聲1-5min后，用365nm的光照射5-20min并在常溫下攪拌過夜，離心純化后分散在l-2mL超純水中即得基于CU2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液；
[0007]b.將指紋樣品在28-35°C老化42-50h后，在指紋區域內加入100-300yL步驟a制得的基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液，常溫下孵化1-60min后移除多余液體；
[0008]c.最后樣品在近紅外光照射下，借助于近紅外成像儀，實現隱形指紋的成像。
[0009]將上述步驟b加入的基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液替換為體積比為1:2-2:1的Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液與CdSeOZnS量子點分散液得到的混合液，Cu2-XS自摻雜半導體光熱材料與CdSeOZnS量子點的質量比為1:2-2:1，可實現含有2，4,6-三硝基甲苯爆炸品殘留物的隱形指紋的檢測與成像。
[0010]本發明的有益效果:本發明利用烯丙基硫醇的聚合作用，對具有較高光熱轉換效率的Cu2-xS自摻雜半導體材料的表面進行修飾，使其具有兩親性，能夠選擇性地吸附于隱形指紋上，并借助于近紅外光輻射和近紅外成像儀，實現了復雜背景下隱形指紋地清晰成像。與傳統的熒光成像及新開發的成像方法相比，本發明在具有選擇性和便攜性的同時，消除了背景顏色和自身發光對隱形指紋成像質量的干擾，在復雜背景下的隱形指紋成像中具有明顯優勢，可以應用于犯罪現場的司法調查。此外，本發明中，利用Cu2-xS-CdSe@ZnS的納米復合材料所構筑的一種熒光-光熱雙模態成像方法，可以在實現指紋形貌成像完整的條件下，成功地檢測到隱形指紋里含有的2，4，6_三硝基甲苯等烈性爆炸品殘留物，為偵察犯罪分子犯罪證據提供了有力的手段，能夠在司法鑒定和反恐應用中發揮重要作用。
【附圖說明】
[0011]圖1:實施例1步驟a制得的基于Cu2-XS自摻雜半導體光熱材料的透射電鏡圖。
[0012]圖2:實施例1中不同取樣得到的隱形指紋的光熱成像圖，a-d所對應的取樣源分別為手機、優盤、大理石和透明膠帶。
[0013]圖3:實施例2中從膠帶上取樣含有TNT殘留物的隱形指紋的綠色熒光圖像(a、b、c)和光熱圖像(a!、b1、C1)，a、b、c對應的TNT含量分別為Oyg、5.6yg和10.7yg。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]a.取氯仿分散的CU2-xS納米顆粒，X = 0.25，其中Cu2-XS納米顆粒含量為9.6mg，與4.5mg稀丙基硫醇混合并分散在ImL氯仿中，攪拌30min后加入70yL AIBN(0.5mg/mL);然后加入1mL SDS水溶液中(1.8mg/mL)，冰浴下超聲3min后，用365nm的光照射1min并在常溫下攪拌過夜，離心純化后分散在2mL超純水中即得基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液；
[0016]b.將指紋樣品30°C老化48h后，在指紋區域內加入200yL步驟a制得的基于Cu2-XS自摻雜半導體光熱材料分散液，常溫下孵化3min后移除多余液體。
[0017]c.在近紅外光照射下，借助于近紅外成像儀，實現隱形指紋的成像。
[0018]實施例2
[0019]將實施例1中步驟b加入的基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液替換為體積比為1:1的Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液與CdSeOZnS量子點分散液得到的混合液，Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料與CdSeOZnS量子點的質量比為1:1，可實現含有2，4，6-三硝基甲苯爆炸品殘留物的隱形指紋的成像。
【主權項】
1.一種基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料的隱形指紋成像方法，其特征在于，其具體步驟如下: a.取有機相分散的Cu2-xS納米顆粒，X= 0-1，其中Cu2-xS納米顆粒含量為8-12mg，與2-6mg稀丙基硫醇混合并分散在l-2mL氯仿中，攪拌10_60min后加入40_10(^1^濃度為0.5-.1.0mg/mL的AIBN溶液；然后加入8-12mL濃度為1.5-2.0mg/mL的SDS水溶液，冰浴下超聲1-5min后，用365nm的光照射5-20min并在常溫下攪拌過夜，離心純化后分散在l-2mL超純水中即得基于CU2-XS自摻雜半導體光熱材料分散液； b.將指紋樣品在28-35°C老化42-50h后，在指紋區域內加入100-300yL步驟a制得的基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液，常溫下孵化1-60min后移除多余液體； c.最后樣品在近紅外光照射下，借助于近紅外成像儀，實現隱形指紋的成像。2.根據權利要求1所述的一種基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料的隱形指紋成像方法，其特征在于，步驟b中加入的基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液替換為體積比為1:2-2:1的Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料分散液與CdSeOZnS量子點分散液得到的混合液，Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料與CdSeOZnS量子點的質量比為1:2_2:1，可實現含有2，4，6-三硝基甲苯爆炸品殘留物的隱形指紋的檢測與成像。
【專利摘要】本發明公開了一種基于Cu2-xS自摻雜半導體光熱材料的隱形指紋成像方法。本發明利用烯丙基硫醇的聚合作用，對具有較高光熱轉換效率的Cu2-xS自摻雜半導體材料的表面進行修飾，使其具有兩親性，能夠選擇性地吸附于隱形指紋上，并借助于近紅外光輻射和近紅外成像儀，實現了復雜背景下隱形指紋地清晰成像。此外，本發明利用Cu2-xS-CdSeZnS的納米復合材料所構筑的一種熒光-光熱雙模態成像方法，可以在實現指紋形貌成像完整的條件下，成功地檢測到隱形指紋里含有的2,4,6-三硝基甲苯等烈性爆炸品殘留物，為偵察犯罪分子犯罪證據提供了有力的手段，能夠在司法鑒定和反恐應用中發揮重要作用。
【IPC分類】B82Y30/00, A61B5/1172
【公開號】CN105662425
【申請號】CN201610011374
【發明人】汪樂余, 崔家斌, 許蘇英
【申請人】北京化工大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月8日