聚多巴胺輔助的金屬無(wú)電沉積在圖案化與潛指紋顯影中的應(yīng)用.pdf

1、貽貝分泌的足絲粘性蛋白具有極強(qiáng)的粘附性，能幫助貽貝穩(wěn)定地吸附在潮濕的礁石上并經(jīng)受海浪的沖刷。受此啟發(fā)，科學(xué)家以多巴胺為單體，通過(guò)簡(jiǎn)單的自聚合反應(yīng)在各種材質(zhì)表面形成了仿生聚多巴胺（polydopamine，PDA）薄膜，并證實(shí)其高粘附性可與粘性蛋白相媲美。PDA幾乎可以在包括超疏水表面在內(nèi)、所有無(wú)機(jī)或有機(jī)材料表面上形成一層厚度可調(diào)、穩(wěn)定的薄膜。其表面的功能基團(tuán)能進(jìn)一步與含有氨基（-NH2）和巰基（-SH）等基團(tuán)的物質(zhì)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)表面功能化。

2、PDA的種種優(yōu)異性質(zhì)，讓其在生物、化學(xué)、醫(yī)藥、材料科學(xué)和能源等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，無(wú)電沉積成為了金屬納米結(jié)構(gòu)和薄膜制造方面的新寵。無(wú)電沉積，又稱為化學(xué)鍍或自催化沉積，是一種非電鍍型的金屬沉積方法，通過(guò)可控的氧化還原反應(yīng)沉積金屬。與電化學(xué)沉積、化學(xué)/物理氣相沉積相比，無(wú)論基底形貌或電導(dǎo)性如何，都能通過(guò)無(wú)電沉積實(shí)現(xiàn)金屬沉積。然而，無(wú)電沉積通常需要對(duì)襯底進(jìn)行預(yù)處理，引入催化劑（如金屬離子或金屬），這往往涉及繁瑣的操作或是昂貴的儀器/試劑

3、。研究表明：PDA結(jié)構(gòu)中含有大量的酚羥基，具有金屬離子螯合能力，同時(shí)PDA具有相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)還原性，因此可原位催化還原金屬離子，制備金屬材料。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以PDA薄膜為紫外敏感的催化劑，通過(guò)無(wú)電沉積，開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)單有效的、適用于各種基底的金屬圖案化沉積新方法。通過(guò)PDA在各種基底上成膜，利用其含有的兒茶酚基團(tuán)螯合金屬離子，催化金屬薄膜在基底上進(jìn)行無(wú)電沉積；配合光掩膜紫外曝光后，PDA薄膜被選擇性氧化，失去其催化能力，局

4、域金屬還原不能發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)金屬薄膜的圖案化生長(zhǎng)。鑒于該方法具有基底/金屬普適性和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在不同領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。⑵發(fā)現(xiàn)了PDA可從聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）表面高效轉(zhuǎn)移至指紋汗?jié)n表面的獨(dú)特現(xiàn)象，利用這一界面轉(zhuǎn)移現(xiàn)象及隨后的金屬無(wú)電沉積，開(kāi)發(fā)了一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)潛指紋顯影及轉(zhuǎn)移的新方法。將PDA包覆的PDMS覆蓋到潛指紋載體上，撕下 PDMS，通過(guò)這一簡(jiǎn)單地覆蓋-分離過(guò)程，將 PDA

5、從PDMS轉(zhuǎn)移到紋脊上，在PDMS上留下一個(gè)互補(bǔ)的指紋陰圖。利用PDA催化的銀無(wú)電沉積進(jìn)行顯影，在基底及 PDMS上分別顯現(xiàn)出潛指紋的陽(yáng)圖與陰圖。該法簡(jiǎn)單高效，適用于大多數(shù)非滲透性基底上的新鮮或老化指紋的顯影及轉(zhuǎn)移。⑶利用PDA對(duì)不同基底的吸附力差異和納米銀粒子的等離子共振效應(yīng)，建立了一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)潛指紋顯影、轉(zhuǎn)移和外源物檢測(cè)的新方法。掃描電鏡圖、紫外吸收光譜和拉曼檢測(cè)結(jié)果，證實(shí)了PDA@納米銀復(fù)合結(jié)構(gòu)從PDMS到紋脊的成功地選擇性轉(zhuǎn)移。