制備聚苯乙烯穩(wěn)定的納米顆粒和包含其的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面的方法以及所述納米結(jié)構(gòu)...的制作方法

制備聚苯乙烯穩(wěn)定的納米顆粒和包含其的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面的方法以及所述納米結(jié)構(gòu) ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液的方法，所述膠束包含由至少一種具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定基團的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒。在一優(yōu)選實施方案中，所述方法包括至少以下步驟：i)提供由第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的納米顆粒、尤其金屬或金屬氧化物納米顆粒的水溶液/分散體；ii)任選地由第二穩(wěn)定劑的分子置換所述第一穩(wěn)定劑的分子；iii)將在步驟i)或ii)中獲得的所述穩(wěn)定的納米顆粒轉(zhuǎn)移到錨定基團封端的聚合物于非極性有機溶劑中的溶液/分散體中；iv)由比所述第一或第二穩(wěn)定劑的分子具有更高的與所述納米顆粒的親和力的錨定基團封端的聚合物分子置換所述第一或第二穩(wěn)定劑的分子；v)將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物分離。本發(fā)明的其他方面涉及可通過所述方法獲得的所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面以及其用途。
【專利說明】制備聚苯乙烯穩(wěn)定的納米顆粒和包含其的納米結(jié)構(gòu)化襯底 表面的方法以及所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面本身和其用途
[0001] 發(fā)明背景
[0002] 幾微米到幾納米的周期和非周期微米結(jié)構(gòu)化表面用于多種應(yīng)用，尤其電子和光學(xué) 組件以及傳感器和微米/納米技術(shù)。此類微米/納米結(jié)構(gòu)化表面的制造通過使用根據(jù)所要 微米結(jié)構(gòu)的類型適合地選擇的已知平版印刷技術(shù)來進(jìn)行。因此，例如，納米范圍中的結(jié)構(gòu)可 以用電子束平版印刷術(shù)和離子束平版印刷術(shù)制造，并且相應(yīng)系統(tǒng)是市售的。此外，原子束平 版印刷術(shù)使得大表面周期線條圖案和不同二維周期結(jié)構(gòu)可通過控制原子束與光掩膜的相 互作用來制造。
[0003] 然而，因為這些方法具有如下缺陷，即它們在經(jīng)濟上不合理和/或不供應(yīng)納米范 圍中的周期結(jié)構(gòu)和/或可能僅受物理參數(shù)控制并且因此需要極其昂貴的裝置，所以開發(fā)所 謂的膠束嵌段共聚物納米平板印刷術(shù)，用所述技術(shù)可以制造在l〇nm與170nm之間的較低納 米范圍中具有周期性的納米結(jié)構(gòu)化表面。
[0004] 在此方法中，使用有機模板，例如在適合溶劑中與膠束核心殼層系統(tǒng)相聯(lián)的嵌段 共聚物和接枝共聚物。這些核心殼層結(jié)構(gòu)用于定位無機前驅(qū)體，具有受控尺寸的無機顆粒 可以從所述無機前驅(qū)體沉積，所述結(jié)構(gòu)與彼此由聚合外殼空間分隔。核心殼層系統(tǒng)或膠束 可以通過簡單沉積程序（諸如旋涂或浸涂）以高度有序的單層形式涂覆于不同襯底上。通 過氣體等離子工藝，無機前驅(qū)體還原為元素金屬并且同時有機基質(zhì)移除而無殘余物，作為 其結(jié)果，無機納米顆粒以其中它們通過有機模板安置的排列固定于襯底上。無機納米顆粒 的尺寸通過既定無機前驅(qū)體化合物的稱重部分和顆粒之間的橫向距離（通過結(jié)構(gòu)）、尤其 通過有機基質(zhì)的分子量來測定。因此，對應(yīng)于沉積于其表面上所用的各自的核心殼層系統(tǒng)， 襯底具有呈有序周期圖案的無機納米簇或納米顆粒，諸如金顆粒。此膠束嵌段共聚物納米 平板印刷方法（BCML)描述于例如EP 1 786 572B1和Spatz等人Macromoleculesl996,第 29 卷，第 3220-3226 頁中。
[0005] 然而，通常球形的納米顆粒用此方法制造，并且難以產(chǎn)生具有不同形狀（例如桿、 三角形、六角形、骨狀、靴狀納米顆粒、角錐、立方體或八方體）的納米顆粒，所述不同形狀 在一些應(yīng)用中可能是優(yōu)選的，所述應(yīng)用例如使用等離子共振、表面增強拉曼光譜（SERS)、微 球體表面上借助于BCML的熒光探針的傳感器應(yīng)用。
[0006] 已經(jīng)已知通過在有機介質(zhì)中直接合成的聚苯乙烯封端的金納米顆粒的二維自我 構(gòu)造來產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)化表面（Yockell-Lelievre 等人，Langmuir200723 (5)，2843-2850)。 然而，此方法并不可普遍適用，因為不同于金或不為球形形狀的材料的許多納米顆粒合成 僅可能在水性溶劑中進(jìn)行。
[0007] 因此，本發(fā)明潛在的目的在于提供一種制備納米顆粒和包含其的納米結(jié)構(gòu)化表面 的替代性方法，關(guān)于制造的納米顆粒的形狀和/或材料所述方法比BCML和其他已知技術(shù)更 通用，并且在于提供具有延伸范圍的材料和形狀的相應(yīng)納米結(jié)構(gòu)化表面。
[0008] 此目的通過提供根據(jù)權(quán)利要求1、2、11、13和20所述的方法和根據(jù)權(quán)利要求24所 述的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案和其他方面是其他權(quán)利要求的主 題。
[0009] 發(fā)明描述
[0010] 本發(fā)明涉及制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液的方法，所述膠束包含由至少一種具有 展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定基團的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒。 [0011] 在根據(jù)權(quán)利要求1所述的實施方案中，所要求的方法包括至少以下步驟：
[0012] i)提供由第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的納米顆粒、尤其金屬或金屬氧化物納米顆粒的 水溶液/分散體；
[0013] ii)任選地由第二穩(wěn)定劑的分子置換所述第一穩(wěn)定劑的分子；
[0014] iii)將在步驟i)或ii)中獲得的所述穩(wěn)定的納米顆粒轉(zhuǎn)移到錨定基團封端的聚 合物于非極性有機溶劑中的溶液/分散體中；
[0015] iv)由比所述第一或第二穩(wěn)定劑的分子具有更高的與所述納米顆粒的親和力的錨 定基團封端的聚合物分子置換所述第一或第二穩(wěn)定劑的分子；
[0016] V)將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物分離。
[0017] 在根據(jù)權(quán)利要求2所述的更具體實施方案中，所述制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液 的方法，所述膠束包含由至少一種具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定 基團的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒，包括以下步驟：
[0018] a)提供由第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的納米顆粒的水溶液/分散體，所述第一穩(wěn)定劑 在低于或等于250°C的溫度下可熱降解；
[0019] b)將由所述第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的所述納米顆粒與所述水溶液分離并且將所 述分離的穩(wěn)定的納米顆粒懸浮于具有末端胺基并且具有高于所述第一穩(wěn)定劑的降解溫度 的沸點的脂肪族化合物或烯烴化合物（它是所述第二穩(wěn)定劑）中；
[0020] c)將在步驟b)中獲得的所述懸浮液加熱到所述第一穩(wěn)定劑的降解溫度，產(chǎn)生由 具有末端胺基的所述脂肪族化合物或烯烴化合物的殼層代替所述第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定 的納米顆粒；
[0021] d)將所述末端胺穩(wěn)定的納米顆粒轉(zhuǎn)移到錨定基團封端的聚合物于非極性有機溶 劑中的溶液/分散體中；
[0022] e)由比具有末端胺基的所述脂肪族化合物或烯烴化合物的分子具有更高的與所 述納米顆粒的親和力的錨定基團封端的聚合物分子置換來自所述納米顆粒的所述殼層的 具有末端胺基的所述脂肪族化合物或烯烴化合物的分子；
[0023] f)將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物和具有末端胺基的所述脂肪族 化合物或烯烴化合物的分子分離。
[0024] 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液的本發(fā)明替代性實施方 案，所述膠束包含由至少一種具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定基團 的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒，包括至少以下步驟：
[0025] a)提供由第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的納米顆粒、尤其金屬氧化物納米顆粒的水溶液 /分散體；
[0026] b)將所述穩(wěn)定的納米顆粒轉(zhuǎn)移到錨定基團封端的聚合物于非極性有機溶劑中的 溶液/分散體中；
[0027] c)由比所述第一穩(wěn)定劑的分子具有更高的與所述納米顆粒的親和力的錨定基團 封端的聚合物分子置換所述第一穩(wěn)定劑的分子；
[0028] d)將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物分離。
[0029] 根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液的本發(fā)明另一替代性方 法，所述膠束包含由至少一種具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定基團 的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒，包括至少以下步驟：
[0030] a)提供在極性有機介質(zhì)中的涂布有具有官能間隔基團的錨定層的納米顆粒、尤其 金屬氧化物納米顆粒；
[0031] b)使所述涂布的納米顆粒與至少一種具有能夠與所述涂布的納米顆粒的所述官 能間隔基團反應(yīng)的末端錨定基團的聚合物接觸，由此產(chǎn)生將所述聚合物與所述納米顆粒鍵 聯(lián)的共價鍵并且圍繞所述納米顆粒形成聚合物殼層；
[0032] c)將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物分離。
[0033] 這些方法與BCML技術(shù)不同之處基本上在于：a)不使用二嵌段共聚物膠束，而是使 用納米顆粒和用錨定基團官能化的環(huán)繞的"單一"聚合物（諸如聚苯乙烯）的膠束，和b)涂 覆預(yù)先合成的納米顆粒代替金屬鹽。
[0034] 可以通過所述本發(fā)明方法制造的所述納米顆粒的材料不受特別限制。典型地，所 述材料選自以下組中：金屬，諸如Au、Ag、Pd、Pt、Cu、Ni和其混合物；金屬氧化物，諸如A1203、 Fe203、Cu20、Ti02 ;Si02、Si或其他半導(dǎo)體。對于一些應(yīng)用來說，金屬、尤其金以及金屬氧化 物、尤其A120 3和Fe203是優(yōu)選的。
[0035] 所述納米顆粒可以具有任何形狀，包括球形顆粒，和非球形顆粒，例如是桿、三角 形、六角形、骨狀、靴狀納米顆粒、角錐、立方體或八方體。所述顆粒的尺寸可以在5nm到 500nm、更具體來說10nm到200nm范圍內(nèi)變化。
[0036] 本發(fā)明中所用的所述穩(wěn)定和殼層形成聚合物不受特別限制，并且可以是具有展現(xiàn) 與所述納米顆粒的表面的所需高親和力的末端錨定基團的任何聚合物。如本文中所用，術(shù) 語"具有與所述納米顆粒的表面的高親和力的錨定基團"包括能夠與所述納米顆粒分子或 其上的官能團形成共價鍵（或具有強共價特征的鍵）的錨定基團。
[0037] 更具體來說，由錨定基團官能化的所述聚合物選自以下組中：聚苯乙烯、聚吡啶、 包括聚二烯的聚烯烴、PMMA和其他聚（甲基）丙烯酸酯。
[0038] 典型地，所述官能錨定基團是硫醇基團、胺基團、C00H基團、酯或膦基團。
[0039] 對于金屬納米顆粒、尤其金納米顆粒來說，所述錨定基團優(yōu)選地是硫醇基團。在一 具體并且優(yōu)選的實施方案中，所述錨定基團封端的聚合物是硫醇封端的聚苯乙烯。
[0040] 典型地，所述錨定基團封端的聚合物分子的長度在5nm到400nm范圍內(nèi)，更優(yōu)選在 10nm到200nm范圍內(nèi)，尤其在30nm到lOOnm范圍內(nèi)。對于聚苯乙烯聚合物來說，這些長度 對應(yīng)于 10. 000g/mol 到 100. 000g/mol、更具體來說 25. 000g/mol 到 50. 000g/mol 范圍內(nèi)的 數(shù)目平均摩爾質(zhì)量Μη。
[0041] 通過使用具有不同長度的聚合物分子，有可能視需要調(diào)節(jié)表面上的顆粒間距離。 因此，舉例來說，可以產(chǎn)生納米顆粒的有序陣列，納米顆粒的所述有序陣列特征在于所述陣 列的至少一個區(qū)域中的預(yù)定顆粒間距離并且至少一個預(yù)定顆粒間距離不同于所述陣列的 至少一個其他區(qū)域中的第一顆粒間距離，并且其中所述預(yù)定顆粒間距離通過所述各自區(qū)域 中存在的所述錨定基團封端的聚合物分子的長度來測定。
[0042] 如果所得納米結(jié)構(gòu)化表面用作蝕刻掩膜，那么視需要調(diào)節(jié)顆粒間距離的選擇備受 關(guān)注。
[0043] 在根據(jù)權(quán)利要求1和尤其權(quán)利要求2所述的本發(fā)明方法中，所述第一穩(wěn)定劑可以 是表面活性劑（tenside)，例如聚山梨醇酯、檸檬酸鹽或溴化十六烷基三甲銨（CTAB)。此實 施方案對于金屬納米顆粒來說是優(yōu)選的。
[0044] 在根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法的具體實施方案中，所述納米顆粒是金屬納米顆 粒，并且所要求的方法的步驟a)包括通過在如上所述的第一穩(wěn)定劑存在下還原金屬鹽的 水溶液來制備穩(wěn)定的金屬納米顆粒的水溶液。
[0045] 更具體來說，所述第一穩(wěn)定劑是溴化十六烷基三甲銨（CTAB)，并且所述金屬鹽是 Au(III)鹽，尤其是 HAuC14。
[0046] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，權(quán)利要求2的步驟b)包括超聲處理。典型地，所 述超聲處理實現(xiàn)持續(xù)1-30分鐘、優(yōu)選地5-20分鐘的時期。
[0047] 典型地，本發(fā)明方法的分離步驟包括至少一個離心步驟。
[0048] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法的步驟c)中的所述加 熱持續(xù)一段時期并且在一定溫度下實現(xiàn)，所述時期和溫度足以使所述顆粒能夠再構(gòu)造，產(chǎn) 生單分散尺寸分布。
[0049] 在一更具體實施方案中，步驟c)在油胺中持續(xù)l_3h范圍內(nèi)的時期并且在 251-280°C范圍內(nèi)、優(yōu)選地約260°C的溫度下實現(xiàn)。
[0050] 在根據(jù)權(quán)利要求11所述的本發(fā)明替代性實施方案的步驟a)中，提供納米顆粒、尤 其金屬氧化物納米顆粒作為由第一穩(wěn)定劑（它優(yōu)選地是水）的殼層穩(wěn)定的納米顆粒的水溶 液/分散體。所述分散體優(yōu)選地通過以下方式產(chǎn)生：將所述納米顆粒添加到諸如水的水性 介質(zhì)中，并且隨后超聲處理所述混合物（典型地持續(xù)1-30分鐘、優(yōu)選地5-20分鐘的時期）。
[0051] 將所得分散體添加到包含錨定基團封端的聚合物的溶液/分散體的非極性溶劑 中。所述非極性溶劑優(yōu)選地選自以下組中：甲苯、二甲苯、庚烷、己烷、戊烷或其混合物。將 所述納米顆粒水性分散體與包含所述非極性溶劑的0. 1到5體積％、優(yōu)選地0. 5到1體積％ 的量的所述錨定基團封端的聚合物的溶液/分散體的所述非極性溶劑混合。
[0052] 隨后，再次超聲處理所述所得混合物典型地持續(xù)10分鐘到2小時、優(yōu)選地30分鐘 到1小時的時期。
[0053] 在此方法的一具體實施方案中，所述金屬氧化物納米顆粒是A1203納米顆粒，所述 第一穩(wěn)定劑是水，并且所述錨定基團封端的聚合物是C00H基團封端的聚合物。
[0054] 在根據(jù)權(quán)利要求13所述的本發(fā)明替代性方法的步驟a)中，提供涂布有具有官能 間隔基團的錨定層的納米顆粒、尤其金屬氧化物納米顆粒。所述錨定層可以是例如Si0 2、 Ti02、Fe203 或 Au 層。
[0055] 尤其，對于諸如A1203的金屬氧化物來說，所述錨定層可以是通過用胺封端或 C00H封端的硅烷硅烷化而改性的Si02層。此類涂布的金屬氧化物納米顆粒可以通過領(lǐng) 域中已知的方法制造（例如 Sea-Fue Wang, Yung-Fu Hsu, Thomas C. K. Yang, Chia-Mei Chang，Yuhen Chen，Chi-Yuen Huang，F(xiàn)u_Su Yen，Silica coating on ultrafine a-alumina particles, Materials Science and Engineering: A，第 395 卷，第 1-2 期，2005 年 3 月 25日，第148-152頁）或是市售的。
[0056] 提供在極性、優(yōu)選地微極性溶劑中的所述涂布的金屬氧化物納米顆粒。如本文中 所用，術(shù)語"微極性"意指大于3的極性指數(shù)。
[0057] 優(yōu)選地，所述微極性溶劑選自以下組中：水、甲醇、乙醇、丙醇、其他醇或二氯甲烷 (DCM)、四氫呋喃（THF)、二甲基甲酰胺（DMF)或其混合物。
[0058] 在一具體實施方案中，所述金屬氧化物納米顆粒是涂布有用NH2或C00H封端的硅 烷硅烷化的Si0 2層的A1203納米顆粒，并且所述聚合物是具有能夠與所述涂布的A120 3納米 顆粒的所述NH2或C00H基團反應(yīng)的末端NH2或C00H基團的聚合物，由此產(chǎn)生將所述聚合物 與所述納米顆粒鍵聯(lián)的酰胺鍵并且圍繞所述納米顆粒形成聚合物殼層。
[0059] 優(yōu)選地將例如在根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的步驟iv)、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方 法的步驟e)之后、在根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法的步驟c)之后或在根據(jù)權(quán)利要求13所 述的方法的步驟b)之后獲得的所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒例如通過離心步驟與非結(jié)合聚 合物分離，并且再懸浮于所要有機介質(zhì)、優(yōu)選地非極性有機介質(zhì)中。
[0060] 更具體來說，所述非極性有機介質(zhì)選自以下組中：甲苯、二甲苯、庚烷、己烷、戊烷 或其混合物。
[0061] 如上所述的制備納米顆粒于有機介質(zhì)中的膠束溶液的方法有利地可以用于制備 包含聚合物穩(wěn)定的納米顆粒的有序陣列在其上的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面。
[0062] 這種制備納米結(jié)構(gòu)化襯底表面的方法可以包括權(quán)利要求1的步驟i-ν)、權(quán)利要求 2的步驟a-f)、權(quán)利要求11的步驟a-d)或權(quán)利要求13的步驟a-c)，并且進(jìn)一步包括以下 步驟：將在權(quán)利要求1的步驟v)、權(quán)利要求2的步驟f)、權(quán)利要求11的步驟d)或權(quán)利要求 13的步驟c)中獲得的納米顆粒的膠束溶液涂布到襯底表面上和干燥。
[0063] 或者，也可以將通過任何其他方法制造的聚合物穩(wěn)定的納米顆粒的膠束溶液涂布 到襯底表面上并且干燥。
[0064] 所述涂布可以通過任何常規(guī)技術(shù)實現(xiàn)，所述技術(shù)例如包括浸涂、浸筆涂布、旋涂或 噴涂步驟。
[0065] 因為所述納米顆粒已經(jīng)預(yù)先進(jìn)行合成（與BCML相反，其中僅使用金屬鹽），所以諸 如等離子處理的復(fù)雜步驟（如在BCML中）并不是必需的。必要時，剩余聚合物可以容易例 如通過熱解來移除。使用預(yù)先合成的顆粒還使得可使用不是球形的形狀（例如桿和如上公 開的其他形狀）。
[0066] 在另一制備納米結(jié)構(gòu)化襯底表面的方法中，包含聚合物穩(wěn)定的納米顆粒的有序陣 列的襯底表面、例如通過根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法獲得的所述納米結(jié)構(gòu)化表面經(jīng)歷蝕 刻步驟，并且沉積于所述襯底表面上的所述納米顆粒充當(dāng)蝕刻掩膜。
[0067] 對于蝕刻步驟來說，可以使用任何適合的先前技術(shù)方法。優(yōu)選地，所述蝕刻通過低 壓反應(yīng)性離子蝕刻用基于氟的化學(xué)過程實現(xiàn)。適合的蝕刻劑是例如CHF3、SF6或其混合物。 典型地，使用在1分鐘與10分鐘之間（優(yōu)選地在2與5分鐘之間）的蝕刻時間。
[0068] 本發(fā)明的一緊密相關(guān)方面涉及納米結(jié)構(gòu)化襯底表面，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面可 通過如上所述的方法獲得，并且包含用至少一種具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和 力的末端錨定基團的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒的有序陣列。
[0069] 所述襯底表面的材料不受特別限制。典型地，所述材料選自以下組中：Si、Si02、 ZnO、Ti02、GaAs、GaP、GalnP、AlGaAs、A1203、氧化銦錫（ΙΤ0)、金剛石和玻璃。
[0070] 此外，所述納米顆粒的材料不受特別限制。典型地，所述材料選自以下組中：金屬， 諸如 Au、Ag、Pd、Pt、Cu、Ni 和其混合物；金屬氧化物，諸如 A1203、Fe203、Cu20、Ti0 2 ;Si02、Si 或其他半導(dǎo)體。對于一些應(yīng)用來說，金屬、尤其金以及金屬氧化物、尤其A1203和Fe20 3是優(yōu) 選的。
[0071] 納米顆?？梢跃哂腥魏涡螤?，包括球形顆粒，和非球形顆粒，例如是桿、三角形、六 角形、骨狀、靴狀納米顆粒、角錐、立方體或八方體。顆粒的尺寸可以在5nm到500nm、更具體 來說10nm到200nm范圍內(nèi)變化。
[0072] 穩(wěn)定和殼層形成聚合物不受特別限制，并且可以是具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表 面的所需高親和力的末端錨定基團的任何聚合物。
[0073] 如本文中所用，術(shù)語"具有與所述納米顆粒的表面的高親和力的錨定基團"包括 與所述納米顆粒分子或其上的官能團形成共價鍵或具有強或主要共價特征的鍵的錨定基 團。
[0074] 更具體來說，由所述錨定基團官能化的所述聚合物選自以下組中：聚苯乙烯、聚吡 啶、包括聚二烯的聚烯烴、PMMA和其他聚（甲基）丙烯酸酯。
[0075] 典型地，所述官能錨定基團是硫醇基團、胺基團、COOH基團、酯或膦基團。
[0076] 對于金屬納米顆粒、尤其金納米顆粒來說，所述錨定基團優(yōu)選地是硫醇基團。
[0077] 在一具體并且優(yōu)選的實施方案中，所述錨定基團封端的聚合物是硫醇封端的聚苯 乙烯。所述金納米顆粒在有機溶劑中通過由具有末端胺基的脂肪族化合物或烯烴化合物、 優(yōu)選地油胺的分子構(gòu)成的殼層而暫時穩(wěn)定。此油胺殼層然后經(jīng)硫醇封端的聚苯乙烯置換。 所述聚合物的官能硫醇基團與所述金納米顆粒形成具有強共價特征的鍵，并且面向外的聚 苯乙烯充當(dāng)自我組裝過程中的"間隔基團"（參見圖1)。所述反應(yīng)轉(zhuǎn)換到所述硫醇側(cè)，因為 金-硫鍵具有共價特征并且因此比所述胺的自由電子對的配價鍵穩(wěn)定得多。在另一步驟 中，所述油胺被連續(xù)移除以便實現(xiàn)所述殼層的幾乎完全置換。
[0078] 典型地，所述錨定基團封端的聚合物分子的長度在5nm到400nm范圍內(nèi)，更優(yōu)選在 10nm到200nm范圍內(nèi)，尤其在30nm到lOOnm范圍內(nèi)。
[0079] 通過使用具有不同長度的聚合物分子，有可能視需要調(diào)節(jié)襯底表面上的顆粒間距 離。如果所得納米結(jié)構(gòu)化表面用作蝕刻掩膜，那么視需要調(diào)節(jié)顆粒間距離的選擇備受關(guān)注。
[0080] 在一具體實施方案中，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面包含金屬氧化物納米顆粒、尤其 A1203或Fe203納米顆粒的有序陣列。
[0081] 更具體來說，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面包含由NH2或C00H基團封端的聚合物分 子、尤其聚苯乙烯分子的殼層穩(wěn)定的A1 203納米顆粒（由錨定層涂布或不這樣）的有序陣 列。
[0082] 在一具體實施方案中，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面包含納米顆粒的有序陣列，納米 顆粒的所述有序陣列特征在于所述陣列的至少一個區(qū)域中的預(yù)定顆粒間距離并且至少一 個預(yù)定顆粒間距離不同于所述陣列的至少一個其他區(qū)域中的第一顆粒間距離，并且其中所 述預(yù)定顆粒間距離通過所述各自區(qū)域中存在的所述錨定基團封端的聚合物分子的長度來 測定。
[0083] 在一優(yōu)選實施方案中，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面因此是抗反射表面，諸如"蛾眼"。
[0084] 本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面對于多種應(yīng)用來說、尤其在以下領(lǐng)域中是有益的： 光學(xué)、光譜學(xué)、化學(xué)或生物化學(xué)感測和分析學(xué)、成像技術(shù)、催化劑、激光應(yīng)用、內(nèi)窺鏡、仿生表 面、生物相容表面和植入物、抗生表面和裝置。
[0085] 因此，本發(fā)明的另一方面涉及一種裝置、尤其光學(xué)裝置、光譜裝置或傳感器裝置、 或者催化劑，所述裝置或催化劑包含這些納米結(jié)構(gòu)化襯底表面。
[0086] 本發(fā)明的具體實施方案涉及這些納米結(jié)構(gòu)化表面或提供在其上的納米顆粒的所 述有序陣列的用途，所述納米結(jié)構(gòu)化表面或所述有序陣列用作蝕刻掩膜或用作蛋白質(zhì)的錨 定點。
[0087] 本發(fā)明由以下非限制性實施例和圖進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0088] 圖1.制備聚合物穩(wěn)定的納米顆粒的本發(fā)明方法的一例示性實施方案中的連續(xù)殼 層置換步驟的示意圖
[0089] a)球形納米顆粒；b)桿狀納米顆粒
[0090] 圖2.襯底上的具有各個長度的聚苯乙烯鏈的殼層的不同尺寸的準(zhǔn)六角形有序金 納米顆粒的電子顯微照片
[0091] 圖3.使用BCML沉積到襯底上的金納米顆粒的電子顯微照片
[0092] 圖4.使用所述本發(fā)明方法沉積到襯底上的桿狀金納米顆粒的電子顯微照片
[0093] 圖5.使用所述本發(fā)明方法制備并且沉積到襯底上的A1203納米顆粒的電子顯微 照片
[0094] 圖6.納米結(jié)構(gòu)化透鏡的電子顯微照片
[0095] 實施例1
[0096] 制備聚苯乙烯穩(wěn)定的桿狀金納米顆粒
[0097] A)合成晶種納米顆粒
[0098] 在25ml -頸燒瓶中在40°C溫度下提供2. 5ml的0. 1M溴化十六烷基三甲銨（CTAB) 水溶液，并且在重攪拌下添加62. 5 μ 10. 01M HAuC14溶液。微黃色HAuC14溶液在與CTAB溶 液混合時變?yōu)槌壬?帶褐色。向反應(yīng)混合物中添加150 μ 10. 1M新制備的冰冷NaBH4溶液， 并且攪拌2分鐘。隨后，將反應(yīng)混合物維持在水浴中40°C下1小時。將所得金晶種立即用 于在以下步驟B中制備桿狀金納米顆粒。
[0099] B)在水溶液中合成桿狀金納米顆粒
[0100] 在100ml-頸燒瓶中在40°C溫度下提供40ml的0· 1M溴化十六烷基三甲銨（CTAB) 水溶液，并且在重攪拌下添加2ml0.01M HAuC14溶液。微黃色祖11(：14溶液在與CTAB溶液 混合時變?yōu)槌壬?帶褐色。向反應(yīng)混合物中添加400 μ 1的0. 01M AgN03溶液、1. 6ml的1M HC1和320 μ 1的0. 1ML-抗壞血酸，并且攪拌1分鐘。反應(yīng)混合物褪色并且最終變得完全透 明。隨后，添加80μ1的在以上步驟Α)中制備的晶種金顆粒的溶液，并且攪拌1分鐘。停 止攪拌（使用磁性棒），并且將反應(yīng)混合物維持在40°C下24小時。在前數(shù)小時過程中，反 應(yīng)混合物變?yōu)閹Ъt色并且逐漸變得更深。在完成反應(yīng)之后，將金納米桿在15000g下離心20 分鐘，并且舍棄上清液。將金納米桿再懸浮于50ml水中。重復(fù)此洗滌步驟兩次，并且獲得 CTAB穩(wěn)定的金納米桿于水中的溶液。
[0101] 可以通過類似方案實現(xiàn)球形金納米顆粒的合成。在此情況下，不使用晶種金顆粒。
[0102] C)制備油胺穩(wěn)定的金納米桿
[0103] 將20ml的在步驟B)中獲得的金納米桿水溶液在2個15ml離心管中在15. 000g 下離心20分鐘，并且舍棄上清液。將金納米桿再懸浮于10ml油胺（沸點349°C )中260°C 下超聲浴中。將所得溶液在260°C下攪拌2小時。當(dāng)加熱到高于250°C時，圍繞顆粒的CTAB 殼層完全分解為氨、氮的氧化物、一氧化碳、二氧化碳和溴化氫。由于納米顆粒懸浮于油胺 中，因此分解CTAB殼層直接經(jīng)油胺殼層置換，并且因此納米顆?，F(xiàn)可溶于有機溶劑中。
[0104] 因為金原子在此類小顆粒中即使在這些相對低溫（260°C )下流動性也很大，所以 它們將自身再構(gòu)造為能量上最有利的形狀。因為此，可以產(chǎn)生極其單分散的尺寸分布。
[0105] 將懸浮液在15. 000g下離心20分鐘。舍棄上清液，并且將球粒在超聲浴中再懸浮 于5ml的包含5mg/ml硫醇封端的聚苯乙烯（Pt-CH 2Ch2SH)于甲苯中的溶液中15分鐘。使 溶液靜置24小時，在添加更多甲醇后，離心并且將球粒再懸浮。重復(fù)此過程3次以便從系 統(tǒng)幾乎完全移除油胺并且將其由聚合物置換。所獲得的產(chǎn)物是包含由硫醇封端的聚苯乙烯 分子的殼層環(huán)繞并且穩(wěn)定的金納米桿的膠束的溶液?？梢酝ㄟ^添加適當(dāng)量的甲苯調(diào)節(jié)膠束 的濃度。對于移除非結(jié)合聚合物的步驟來說，添加甲醇（典型地以20-30%的比例）到膠束 溶液中，進(jìn)行離心并且舍棄上清液。重復(fù)此洗滌步驟兩次。將所得溶液在真空中干燥過夜， 并且將球粒再懸浮于無水甲苯中。
[0106] 實施例2
[0107] 制備并且表征用聚苯乙烯穩(wěn)定的金納米顆粒納米結(jié)構(gòu)化的襯底表面
[0108] 將例如如實施例1中詳述而制備的包含球形或桿狀聚苯乙烯穩(wěn)定的金納米顆粒 的膠束于甲苯中的溶液借助于經(jīng)典涂布技術(shù)（諸如浸涂或旋涂）涂覆到襯底表面上，并且 干燥。在旋涂的典型方案中，將20-30 μ 1溶液以2000rpm速度，1分鐘涂覆到4cm2表面。
[0109] 獲?。ㄊ褂肸eiss Gemini55Ultra電子顯微鏡）用此技術(shù)獲得的各個納米結(jié)構(gòu)化 表面的電子顯微照片，并且將其與通過BCML獲得的納米結(jié)構(gòu)化表面比較。
[0110] 圖2展示襯底上的準(zhǔn)六角形有序金納米顆粒的電子顯微照片（對于所有圖像來說 比例相同）。出于此目的，使用各個長度的聚苯乙烯鏈。左列中的距離對應(yīng)于約25nm，右列 中的距離是約50nm。還可見，所述方法在不同尺寸的納米顆粒的情況下起作用。
[0111] 圖3展示已經(jīng)使用BCML沉積到襯底上的納米顆粒的電子顯微照片。顯然可見與 圖2的類似性（右上方）。
[0112] 圖4展示已經(jīng)用上述方法涂覆到襯底上的桿狀納米顆粒的電子顯微照片。每個桿 的定向或多或少隨機，但顯然可見存在顆粒間距離和不存在聚結(jié)。
[0113] 圖6展不納米結(jié)構(gòu)化透鏡（d = 25. 4mm ；f = 50mm ;材料：BK7。Plasmalab80,來自 Oxford Plasma)的電子顯微照片。在此情況下，已經(jīng)用先前描述的方法制備的金納米顆粒 陣列已經(jīng)用作蝕刻掩膜。
[0114] 蝕刻方案:
[0115] 步驟 1:
[0116] SF6-〇2 :流速 30:20 (seem)
[0117] 壓力：70毫托
[0118] RF 功率：250W
[0119] ICP 功率：100W
[0120] t ：70s
[0121] 步驟 2:
[0122] CHF3rt^O$40(sccm)
[0123] 壓力：70毫托
[0124] RF 功率：100W
[0125] ICP 功率：50W
[0126] t ：20s
[0127] T ：20°C
[0128] 重復(fù)步驟1和步驟2連續(xù)5次
[0129] 實施例3
[0130] 制備用C00H封端的聚苯乙烯穩(wěn)定的A1203納米顆粒
[0131] 將A1203納米顆粒經(jīng)由薄Si02殼層層和NH 2封端的硅烷（市售）官能化。將其懸 浮于H20中。之后，將其轉(zhuǎn)移到四氫呋喃（THF)/二氯甲烷（DCM)或THF/TCM(三氯甲烷） 的溶劑混合物中。THF可與水混溶并且極性足夠大以使得A1 203納米顆粒可分散。添加 DCM 或TCM使得酰胺結(jié)合可發(fā)生，這在后來是重要的。在添加 A1203納米顆粒到混合物中之后， 將其超聲處理。之后，添加 C00H官能化的聚苯乙烯，并且再次超聲處理整個溶液。將發(fā)生 環(huán)繞A1203球體的官能NH 2基團與C00H封端的聚苯乙烯之間的酰胺結(jié)合。因此，納米顆粒 將由保護性聚苯乙烯聚合物殼層環(huán)繞。之后，將懸浮液離心。舍棄上清液，并且將球粒再懸 浮于甲苯中。
[0132] 實施例4
[0133] 制備并且表征用由C00H封端的聚苯乙烯穩(wěn)定的未涂布的A1203納米顆粒納米結(jié)構(gòu) 化的襯底表面
[0134] 經(jīng)由10分鐘超聲處理步驟將A1203納米顆粒分散于4〇(1〇11^/1111)中。之后，將 150 μ L的A1203/H20分散體轉(zhuǎn)移到甲苯與C00H官能化的聚苯乙烯（Mn :96X 103g/mol，Mw/ Μη :1. 07 (Mw是重量平均摩爾質(zhì)量）；3mg/ml)的3ml混合物中，并且再次超聲處理2小時。 由于H20/甲苯乳液的高表面積，最終將A1 203顆粒從水相轉(zhuǎn)移至IJ有機相中。有機相中的聚 苯乙烯的C00H基團充當(dāng)與A120 3納米顆粒的錨定基團，并且因此納米顆粒由聚苯乙烯殼層 環(huán)繞。之后，將懸浮液離心（10. 000g，20分鐘）。舍棄上清液，并且將球粒再懸浮于甲苯中。 將所得溶液旋涂（4000rpm，50 μ L，1分鐘）到玻璃載片上。將所得結(jié)構(gòu)在REM中成像。
[0135] 圖5展示已經(jīng)用上述方法制備并且涂覆到襯底上的Α1203納米顆粒的電子顯微照 片。每個顆粒的定向或多或少隨機，但顯然可見存在顆粒間距離和不存在聚結(jié)。
【權(quán)利要求】
1. 一種制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液的方法，所述膠束包含由至少一種具有展現(xiàn)與所 述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定基團的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒，并且所述 方法包括至少以下步驟： i) 提供由第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的納米顆粒、尤其金屬或金屬氧化物納米顆粒的水溶 液/分散體； ii) 任選地由第二穩(wěn)定劑的分子置換所述第一穩(wěn)定劑的分子； iii) 將在步驟i)或ii)中獲得的穩(wěn)定的納米顆粒轉(zhuǎn)移到錨定基團封端的聚合物于非 極性有機溶劑中的溶液/分散體中； iv) 由比所述第一或第二穩(wěn)定劑的分子具有更高的與所述納米顆粒的親和力的錨定基 團封端的聚合物分子置換所述第一或第二穩(wěn)定劑的分子； V)將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物分離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液的方法，所述膠束包含由至少 一種具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定基團的聚合物的殼層穩(wěn)定的 納米顆粒，所述方法包括以下步驟： a) 提供由第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的納米顆粒的水溶液/分散體，所述第一穩(wěn)定劑在低 于或等于250°C的溫度下可熱降解； b) 將由所述第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的所述納米顆粒與所述水溶液分離，并且將分離的 穩(wěn)定的納米顆粒懸浮于具有末端胺基并且具有高于所述第一穩(wěn)定劑的降解溫度的沸點的 脂肪族化合物或烯烴化合物中； c) 將在步驟b)中獲得的所述分散體加熱到所述第一穩(wěn)定劑的降解溫度，產(chǎn)生由具有 末端胺基的所述脂肪族化合物或烯烴化合物的殼層代替所述第一穩(wěn)定劑的殼層而穩(wěn)定的 納米顆粒； d) 將所述末端胺穩(wěn)定的納米顆粒轉(zhuǎn)移到錨定基團封端的聚合物于非極性有機溶劑中 的溶液/分散體中； e) 由比具有末端胺基的所述脂肪族化合物或烯烴化合物的分子具有更高的與所述納 米顆粒的親和力的錨定基團封端的聚合物分子置換來自所述納米顆粒的所述殼層的具有 末端胺基的所述脂肪族化合物或烯烴化合物的分子； f) 將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物和具有末端胺基的所述脂肪族化合 物或烯烴化合物的分子分離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述納米顆粒的材料選自以下組中：金屬，諸 如 Au、Ag、Pd、Pt、Cu、Ni 和其混合物；金屬氧化物，諸如 Al203、Fe203、Cu20、Ti0 2 ;Si02、Si 或 其他半導(dǎo)體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的方法，其中所述第一穩(wěn)定劑是表面活性劑，例如 聚山梨醇酯、檸檬酸鹽或溴化十六烷基三甲銨（CTAB)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的方法，其中所述分離步驟包括至少一個離心步 驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2到5中任一項所述的方法，其中所述納米顆粒是金屬納米顆粒，并且 步驟a)包括通過在第一穩(wěn)定劑存在下還原金屬鹽的水溶液來制備穩(wěn)定的金屬納米顆粒的 水溶液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第一穩(wěn)定劑是溴化十六烷基三甲銨（CTA)，并 且所述金屬鹽是Au(III)鹽，尤其是HAuC1 4。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2到7中任一項所述的方法，其中步驟b)包括超聲處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2到8中任一項所述的方法，其中步驟c)中的加熱在一定溫度下進(jìn)行 一段時期，所述時期和溫度足以使所述顆粒能夠再構(gòu)造，產(chǎn)生單分散尺寸分布。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中步驟c)在油胺中在251-280°C范圍內(nèi)、優(yōu)選地約 260°C的溫度下進(jìn)行l(wèi)_3h范圍內(nèi)的時期。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液的方法，所述膠束包含由至 少一種具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定基團的聚合物的殼層穩(wěn)定 的納米顆粒，并且所述方法包括以下步驟： a) 提供由第一穩(wěn)定劑的殼層穩(wěn)定的納米顆粒、尤其金屬氧化物納米顆粒的水溶液/分 散體； b) 將所述穩(wěn)定的納米顆粒轉(zhuǎn)移到錨定基團封端的聚合物于非極性有機溶劑中的溶液 /分散體中； c) 由比所述第一穩(wěn)定劑的分子具有更高的與所述納米顆粒的親和力的錨定基團封端 的聚合物分子置換所述第一穩(wěn)定劑的分子； d) 將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物分離。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述金屬氧化物納米顆粒是A1203納米顆粒，所 述第一穩(wěn)定劑是水，并且所述錨定基團封端的聚合物是COOH基團封端的聚合物。
13. -種制備膠束于有機介質(zhì)中的溶液的方法，所述膠束包含由至少一種具有展現(xiàn)與 所述納米顆粒的表面的高親和力的末端錨定基團的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒，并且所 述方法包括以下步驟： d) 提供在極性有機介質(zhì)中的涂布有具有官能間隔基團的錨定層的納米顆粒、尤其金屬 氧化物納米顆粒； e) 使所述涂布的納米顆粒與至少一種具有能夠與所述涂布的納米顆粒的所述官能間 隔基團反應(yīng)的末端錨定基團的聚合物接觸，由此產(chǎn)生將所述聚合物與所述納米顆粒鍵聯(lián)的 共價鍵并且圍繞所述納米顆粒形成聚合物殼層； f) 將所述聚合物穩(wěn)定的納米顆粒與非結(jié)合聚合物分離。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述納米顆粒是涂布有用NH2或COOH封端的硅 烷硅烷化的Si0 2層的金屬氧化物納米顆粒、尤其A1203納米顆粒，并且所述聚合物是具有能 夠與所述涂布的金屬氧化物納米顆粒的所述NH 2或COOH基團反應(yīng)的末端NH2或COOH基團 的聚合物，由此產(chǎn)生將所述聚合物與所述納米顆粒鍵聯(lián)的酰胺鍵，并且圍繞所述納米顆粒 形成聚合物殼層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1到14中任一項所述的方法，其中具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面 的高親和力的末端錨定基團的所述聚合物選自以下組中：聚苯乙烯、聚吡啶、包括聚二烯的 聚烯烴、PMMA或其他聚（甲基）丙烯酸酯。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述末端錨定基團是硫醇基團、胺基團、C00H基 團、酯或膦基團。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述納米顆粒是金屬納米顆粒、尤其金納米顆 粒，并且所述錨定基團封端的聚合物是硫醇封端的聚苯乙烯。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1到17中任一項所述的方法，其中所述錨定基團封端的聚合物分子 的長度在5nm到400nm范圍內(nèi)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1到18中任一項所述的方法，其中所述顆粒不是球形，例如是桿、三 角形、六角形、骨狀、靴狀納米顆粒、角錐、立方體或八方體。
20. -種制備納米結(jié)構(gòu)化襯底表面的方法，所述方法包括權(quán)利要求1的步驟i-v、權(quán)利 要求2的步驟a-f、權(quán)利要求11的步驟a-d或權(quán)利要求13的步驟a-c，并且進(jìn)一步包括以 下步驟： 將在權(quán)利要求1的步驟v)、權(quán)利要求2的步驟f)、權(quán)利要求11的步驟d)或權(quán)利要求 13的步驟c)中獲得的納米顆粒的膠束溶液涂布到襯底表面上和干燥。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述涂布包括浸涂、浸筆涂布、旋涂或噴涂步 驟。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的制備納米結(jié)構(gòu)化襯底表面的方法，其中在將在權(quán)利要 求1的步驟v)、權(quán)利要求2的步驟f)、權(quán)利要求11的步驟d)或權(quán)利要求13的步驟c)中 獲得的納米顆粒的膠束溶液涂布到襯底表面上和干燥之后獲得的所述表面經(jīng)歷蝕刻步驟， 并且其中沉積于所述襯底表面上的所述納米顆粒充當(dāng)蝕刻掩膜。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1到22中任一項所述的方法，其中所述襯底表面選自以下組中：Si、 Si02、ZnO、Ti02、GaAs、GaP、GalnP、AlGaAs、A120 3、氧化銦錫（ITO)、金剛石和玻璃。
24. -種納米結(jié)構(gòu)化襯底表面，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面可通過根據(jù)權(quán)利要求20到23 中任一項所述的方法獲得，并且包含用至少一種具有展現(xiàn)與所述納米顆粒的表面的高親和 力的末端錨定基團的聚合物的殼層穩(wěn)定的納米顆粒的有序陣列。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面包含金屬 氧化物納米顆粒、尤其A120 3納米顆粒的有序陣列。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底表面包含由 NH2或C00H基團封端的聚合物分子的殼層穩(wěn)定的A1203納米顆粒的有序陣列。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24到26中任一項所述的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面，其中所述錨定基團 封端的聚合物選自以下組中：聚苯乙烯、聚吡啶、包括聚二烯的聚烯烴、PMMA或其他聚（甲 基）丙烯酸酯。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24到27中任一項所述的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面，其中所述錨定基團封 端的聚合物分子的長度在5nm到400nm范圍內(nèi)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求24到28中任一項所述的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面，其中納米顆粒的所述 有序陣列特征在于所述陣列的至少一個區(qū)域中的預(yù)定顆粒間距離，并且至少一個預(yù)定顆粒 間距離不同于所述陣列的至少一個其他區(qū)域中的第一顆粒間距離，并且其中所述預(yù)定顆粒 間距離由所述各自區(qū)域中存在的所述錨定基團封端的聚合物分子的長度來確定。
30. 根據(jù)權(quán)利要求24到29中任一項所述的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面，所述納米結(jié)構(gòu)化襯底 表面是抗反射表面。
31. -種裝置、尤其光學(xué)裝置、光譜裝置或傳感器裝置、或者催化劑，其包含根據(jù)權(quán)利要 求24到30中任一項所述的納米結(jié)構(gòu)化襯底表面。
32. -種根據(jù)權(quán)利要求24到30中任一項所述的納米結(jié)構(gòu)化表面或根據(jù)權(quán)利要求31所 述的裝置在以下領(lǐng)域中的用途：光學(xué)、光譜學(xué)、化學(xué)或生物化學(xué)感測和分析學(xué)、成像技術(shù)、催 化劑、激光應(yīng)用、內(nèi)窺鏡、仿生表面、生物相容表面和植入物、抗生表面和裝置。
33. -種根據(jù)權(quán)利要求24到30中任一項所述的納米結(jié)構(gòu)化表面或如其中定義的納米 顆粒的所述有序陣列用作蝕刻掩膜的用途。
【文檔編號】B01J13/02GK104105541SQ201280068808
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月2日
【發(fā)明者】J·施帕茨, S·烏爾里希, C·莫爾哈德, S·庫德拉 申請人:馬克思-普朗克科學(xué)促進(jìn)協(xié)會