一种基于界面张力梯度-静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法及其应用

摘要

本发明属于微纳米材料制备技术领域，具体涉及纳米颗粒组装技术领域，更具体涉及一种基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法及其应用。本发明提供的一种基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，包括如下步骤：(1)得到改性纳米颗粒分散液和得到改性基底；(2)将所述改性基底插入所述改性纳米颗粒分散液中进行自组装反应，即得。本发明所述方法借助于界面张力梯度‑静电引力两者的协同作用使改性纳米颗粒能够快速在改性基底高速自组装，可以提高自组装过程的效率，完成高速自组装过程，形成较大面积的自组装层，同时形成的纳米自组装层的缺陷较少。

权利要求

1.一种基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）表面电位改性

取第一改性物对金属纳米颗粒进行表面改性处理，得到表面呈现电性的改性纳米颗粒，并加入复合溶剂混合，得到改性纳米颗粒分散液；

取第二改性物对基底进行表面改性处理，得到表面呈现电性的改性基底；

其中，所述改性基底表面与所述改性纳米颗粒表面的电位相反；

所述复合溶剂包括沸点和表面张力均不同的第一溶剂和第二溶剂的混合溶剂；

（2）自组装

将所述改性基底插入所述改性纳米颗粒分散液中进行自组装反应，即得；

其中，所述第一改性物包括三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、3氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3氨基丙基三乙氧基硅烷、巯基丙酸或巯基丁二酸中的至少一种；

所述第二改性物包括聚二烯基丙二甲基氯化铵、三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、3氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3氨基丙基三乙氧基硅烷、巯基丙酸或巯基丁二酸中的至少一种；

所述基底包括硅片、不锈钢金属片、玻璃片或树脂膜中的至少一种；

所述第一溶剂包括水；所述第二溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丙酮中的一种；

所述金属纳米颗粒包括金属金、金属银、金属铜、金属锡颗粒中的至少一种。

2.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述第一溶剂和第二溶剂的体积比为9.5：0.5‑5：5。

3.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述金属纳米颗粒的平均粒径为10‑10000nm。

4.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述第一改性物与所述金属纳米颗粒的质量比为（0.2‑5）：（1‑5）。

5.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述金属纳米颗粒的改性处理步骤包括将所述第一改性物配制形成第一改性溶液的步骤，以及，将所述金属纳米颗粒置于所述第一改性溶液中进行表面改性的步骤。

6.根据权利要求5所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述第一改性溶液包括水溶液、乙醇溶液或异丙醇溶液中的至少一种。

7.根据权利要求5所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述第一改性溶液中所述第一改性物的浓度为0.1‑10 wt%。

8.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述硅片包括含二氧化硅镀层的硅片、含金镀层的硅片或含有表面微结构的硅片；

所述树脂膜包括具有表面微结构的树脂膜。

9.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述基底的改性处理步骤包括将所述第二改性物配制形成第二改性溶液的步骤，以及，将所述基底置于所述第二改性溶液中进行表面改性的步骤。

10.根据权利要求9所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述第二改性溶液包括水溶液、乙醇溶液或异丙醇溶液中的至少一种。

11.根据权利要求9所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述第二改性溶液中所述第二改性物的浓度为0.08‑5 wt%。

12.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（1）中：所述改性纳米颗粒的表面电位的绝对值为30‑70mV。

13.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（1）中：所述改性纳米颗粒分散液的浓度为0.1mg/ml‑

1000mg/ml。

14.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，还包括将所述改性基底进行加热的步骤。

15.根据权利要求13所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，还包括将所述改性基底进行加热的步骤，控制所述改性基底的加热温度低于所述第二溶剂的沸点。

16.根据权利要求15所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，控制所述改性基底的加热温度与第二溶剂沸点的温度差为5‑30℃。

17.根据权利要求1所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，控制所述改性基底匀速插入所述改性纳米颗粒分散液中进行自组装反应。

18.根据权利要求17所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，其特征在于，控制所述改性基底插入所述改性纳米颗粒分散液的速度为0.1mm/s‑100mm/s。

19.一种基于权利要求1‑18任一项所述方法制备得到的金属纳米颗粒自组装层，其特征在于，所述金属纳米颗粒自组装层的厚度为1μm‑50μm，所述金属纳米颗粒自组装层的面

2 2

积为1mm‑1m。

说明书

一种基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自

组装层的方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于微纳米材料制备技术领域，具体涉及纳米颗粒组装技术领域，更具体涉及一种基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法及其应用。

背景技术

[0002] 随着纳米金属材料的不断发展，金属纳米颗粒自组装层的制备在导电薄膜、柔性微电子、表面增强拉曼、润湿性调控等技术领域均具有十分重要的价值。相比于传统块体金属或金属薄膜材料，金属纳米颗粒自组装层中的纳米颗粒能够在整体变形时产生滑移，从而拥有极其优异的可变形性能，并且由于金属纳米颗粒的纳米尺寸效应以及表面等离子体共振效应等，使得金属纳米颗粒自组装层具有块体金属或金属薄膜材料所不具备的润湿性调控、表面增强拉曼等突出效果，以及无可比拟的应用性能。

[0003] 目前，具有紧密排列结构的金属纳米颗粒自组装层通常采用界面对流自组装方式或提拉自组装方法进行制备。但是，上述方法的实现均依赖于缓慢的加工速度，通常制备效率不超过1mm/min，制备过程中，胶体存在自发聚沉，因此无法控制后续的质量，且受限于界2
面效应等影响，成型的自组装层的面积通常无法超过100cm ，无法实现大型产品的加工；并且，由于金属纳米颗粒的高密度以及易团聚特性，也会影响其所制备的金属纳米颗粒自组层存在明显的团聚、堆叠以及空穴等质量缺陷。

[0004] 因此，传统的金属纳米颗粒自组装层的加工方法不仅无法满足生产效率的要求，且加工的金属纳米颗粒自组装层的应用性能仍然有待提高。鉴于此，开发一种可高效制备金属纳米颗粒自组装层，且可实现大尺寸金属纳米颗粒自组装层产品加工的方法，对于金属纳米材料的发展与应用，具有积极的意义。

发明内容

[0005] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中制备金属纳米颗粒自组装层的方法存在效率较低、无法制备大尺寸金属纳米颗粒自组装层，并且制备得到的金属纳米颗粒自组装层缺陷较多的问题，从而提供一种基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法；

[0006] 本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种可实现大面积尺寸加工的金属纳米颗粒自组装层。

[0007] 本发明提供一种基于界面张力梯度‑静电引力复合制备金属纳米颗粒自组装层的方法，包括如下步骤：

[0008] (1)表面电位改性

[0009] 取第一改性物对金属纳米颗粒进行表面改性处理，得到表面呈现电性的改性纳米颗粒，并加入复合溶剂混合，得到改性纳米颗粒分散液；

[0010] 取第二改性物对基底进行表面改性处理，得到表面呈现电性的改性基底；

[0011] 其中，所述改性基底表面与所述改性纳米颗粒表面的电位相反；

[0012] 所述复合溶剂包括沸点和表面张力均不同的第一溶剂和第二溶剂的混合溶剂；

[0013] (2)自组装

[0014] 将所述改性基底插入所述改性纳米颗粒分散液中进行自组装反应，即得。

[0015] 所述步骤(1)中的溶剂包括沸点不同的第一溶剂和第二溶剂，当改性基底插入改性纳米颗粒分散液中时，改性基底与改性纳米颗粒分散液接触的三相接触线附近的低沸点的溶剂快速挥发，从而形成界面张力梯度引发马兰戈尼效应(Marangoni效应)，从而使改性纳米颗粒分散液的改性纳米颗粒快速向改性基底定向运动；当改性纳米颗粒接近改性基底时，因改性纳米颗粒与改性基底具有相反的电性，在静电吸引的作用下，改性纳米颗粒向改性基底运动并稳定结合形成金属纳米颗粒自组装层。

[0016] 优选的，所述步骤(1)中，所述复合溶剂中，所述第一溶剂的沸点高于所述第二溶剂的沸点，所述第一溶剂的表面张力系数大于所述第二溶剂的表面张力系数；

[0017] 优选的，所述第一溶剂与第二溶剂的沸点差为10‑50℃；

[0018] 优选的，所述第一溶剂与第二溶剂的表面张力差为5‑50nN/m；

[0019] 优选的，所述第一溶剂和第二溶剂的体积比为9.5：0.5‑5：5；

[0020] 优选的，所述第一溶剂包括水，所述第二溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丙酮中的一种。

[0021] 优选的，所述步骤(1)中，所述金属纳米颗粒包括金属金、金属银、金属铜、金属锡颗粒中的至少一种；

[0022] 优选的，所述金属纳米颗粒包括金属单质颗粒或金属氧化物纳米颗粒；

[0023] 优选的，所述金属纳米颗粒的平均粒径为10‑10000nm。

[0024] 优选的，所述步骤(1)中，所述第一改性物包括三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、3氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3氨基丙基三乙氧基硅烷、巯基丙酸或巯基丁二酸中的至少一种；

[0025] 优选的，所述第一改性物与所述金属纳米颗粒的质量比为(0.2‑5)：(1‑5)；

[0026] 优选的，所述金属纳米颗粒的改性处理步骤包括将所述第一改性物配制形成第一改性溶液的步骤，以及，将所述金属纳米颗粒置于所述第一改性溶液中进行表面改性的步骤；

[0027] 优选的，所述第一改性溶液包括选自水溶液、乙醇溶液或异丙醇溶液中的至少一种；

[0028] 优选的，所述第一改性溶液中所述第一改性物的浓度为0.1‑10wt％。

[0029] 优选的，所述步骤(1)中，所述基底包括硅片、不锈钢金属片、玻璃片或树脂膜中的至少一种；

[0030] 优选的，所述硅片包括含二氧化硅镀层的硅片、含金镀层的硅片或含有表面微结构的硅片；

[0031] 优选的，所述树脂膜包括具有表面微结构的树脂膜。

[0032] 优选的，所述步骤(1)中，所述第二改性物包括聚二烯基丙二甲基氯化铵、三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、3氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3氨基丙基三乙氧基硅烷、巯基丙酸或巯基丁二酸中的至少一种；

[0033] 优选的，所述基底的改性处理步骤包括将所述第二改性物配制形成第二改性溶液的步骤，以及，将所述基底置于所述第二改性溶液中进行表面改性的步骤；

[0034] 优选的，所述第二改性溶液包括水溶液、乙醇溶液或异丙醇溶液中的至少一种；

[0035] 优选的，所述第二改性溶液中所述第二改性物的浓度为0.08‑5wt％。

[0036] 在本发明所述方案中，经上述方法改性处理后的所述改性基底的表面电位的绝对值约为30‑300mV左右，其电位的控制数值并不影响自组装的过程，只需控制所述改性基底的电位与所述改性纳米颗粒的表面电位相反即可。

[0037] 优选的，所述步骤(1)中：

[0038] 所述改性纳米颗粒的表面电位的绝对值为30‑70mV；

[0039] 优选的，所述改性纳米颗粒分散液的浓度为0.1mg/ml‑1000mg/ml。

[0040] 优选的，所述步骤(2)中，还包括将所述改性基底进行加热的步骤；

[0041] 优选的，控制所述改性基底的加热温度低于所述第二溶剂的沸点，[0042] 优选的，控制所述改性基底的加热温度与第二溶剂沸点的温度差为5‑30℃。

[0043] 优选的，所述步骤(2)中，控制所述改性基底匀速插入所述改性纳米颗粒分散液中进行自组装反应；

[0044] 优选的，控制所述改性基底插入所述改性纳米颗粒分散液的速度为0.1mm/s‑100mm/s。

[0045] 本发明还提供一种基于上述所述方法制备得到的金属纳米颗粒自组装层，其特征在于，所述金属纳米颗粒自组装层的厚度为1μm‑50μm，所述金属纳米颗粒自组装层的面积2 2
为1mm‑1m。

[0046] 本发明技术方案，具有如下优点：

[0047] 本发明所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备纳米颗粒自组装层的方法，利用表面改性的方式分别对所述纳米颗粒剂基底进行表面改性处理，获得具有明显电性的改性纳米颗粒及改性基底，并通过不同改性物的选择使得所述改性纳米颗粒及改性基底呈现相反的电位性能；并且改性纳米颗粒分散液的溶剂包括沸点不同的第一溶剂和第二溶剂的混合溶剂。在自组装过程中，加热后的改性基底插入改性纳米颗粒分散液中时，改性基底与改性纳米颗粒分散液接触的三相接触线附近的低沸点的溶剂快速挥发，从而形成界面张力梯度引发马兰戈尼效应(Marangoni效应)，从而使改性纳米颗粒分散液的改性纳米颗粒快速向改性基底定向运动；当改性纳米颗粒接近改性基底时，因改性纳米颗粒与改性基底具有相反的电性，在静电吸引的作用下，改性纳米颗粒向改性基底运动并稳定结合形成纳米颗粒自组装层。界面张力梯度/静电引力两者的协同作用使改性纳米颗粒能够快速在改性基底高速自组装，可以提高自组装过程的效率，完成高速自组装过程，形成较大面积的自组装层，同时形成的纳米自组装层的缺陷较少。

[0048] 本发明所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备纳米颗粒自组装层的方法，通过调整纳米颗粒和基底的电位性能形成静电效应，并通过调整自组装过程的温度控制形成界面张力梯度，进而利用界面张力梯度‑静电引力两者的协同作用，使改性纳米颗粒能够快速在改性基底高速自组装形成较大面积的自组装层，同时形成的纳米自组装层的缺陷较少，不仅提高了加工效率，且有效改善了产品的性能，可以完成大面积尺寸自组装层产品的加工。

附图说明

[0049] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0050] 图1为实施例1中改性银纳米颗粒的zeta电位仪测试图；

[0051] 图2为实施例1中所述覆盖银纳米颗粒自组装层硅片的拍摄图；

[0052] 图3为实施例1中所述银纳米颗粒自组装层的扫描电镜图；

[0053] 图4为实施例1中所述银纳米颗粒自组装层的原子力显微镜图；

[0054] 图5为实施例1中所述银纳米颗粒自组装层的截面扫描电镜图；

[0055] 图6为实施例2中所述纳米银颗粒自组装层的扫描电镜图；

[0056] 图7为对比例1中所述改性基底自组装后的扫描电镜宏观形貌图；

[0057] 图8为对比例1中所述改性基底自组装后的局部放大扫描电镜图；

[0058] 图9为对比例2中所述改性基底自组装后的扫描电镜宏观形貌图；

[0059] 图10为对比例2中所述纳米银颗粒自组装层的扫描电镜图；

[0060] 图11为对比例3中所述改性基底自组装后的扫描电镜宏观形貌图。

具体实施方式

[0061] 提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

[0062] 实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

[0063] 实施例1

[0064] 本实施例所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备纳米颗粒自组装层的方法，包括如下步骤：

[0065] (1)电位改性

[0066] 将0.3g巯基丙酸与100ml去离子水均匀混合得到第一改性溶液，将100mg银纳米颗粒(平均粒径为200nm)置于所述第一改性溶液，经充分混合搅拌24h后过滤、干燥，得到改性银纳米颗粒；所述改性银纳米颗粒的zeta电位仪测试结果见附图1所示，可见，改性银纳米颗粒表面电位可达‑60mV；

[0067] 将100mg的改性银纳米颗粒与100ml的混合溶剂(混合溶剂由去离子水合乙醇组成，去离子水与乙醇的体积比为9：1)混合并进行超声分散，得到改性银纳米颗粒分散液；

[0068] 将0.1g聚二烯基丙二甲基氯化铵与100ml去离子水均匀混合得到第二改性溶液；采用硅片作为基底，将所述硅片在得到的第二改性溶液中浸泡30min后取出，氮气吹干，得到改性硅片；本实施例所述改性硅片中，由于改性硅片表面有氨基，改性硅片电位与前述改性银纳米颗粒电位相反；

[0069] (2)自组装

[0070] 将所述改性基底固定于加热板表面，并将加热板固定于能以一定速度上下升降的位移台上，随后将改性银纳米颗粒分散液加入至液池中；随后将所述改性硅片加热至70℃后以1mm/s的速度垂直插入所述改性银纳米颗粒分散液中，随即以1mm/s的速度垂直取出、清洗、自然干燥后，在改性硅片表面得到纳米银颗粒自组装层。

[0071] 分别采用普通相机、扫描电子显微镜和原子力显微镜对纳米银颗粒自组装层的宏观形貌和微观形貌进行测定，结果分别见附图2‑5所示。

[0072] 图2和图3分别为纳米银颗粒自组装层的宏观形貌图和扫描电镜形貌图；从图2和图3可以看出纳米银颗粒自组装层排列紧密且均匀；图4为纳米银颗粒自组装层的原子力显微镜图，从图中可以看出纳米银颗粒自组装层排列紧密且均匀，表面具有百纳米量级的粗糙度。图5为采用断裂的方式对本实施例所述银纳米颗粒自组装层的厚度测试，利用扫描电镜对其截面进行观测，其厚度为2.5μm。

[0073] 实施例2

[0074] 本实施例所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备纳米颗粒自组装层的方法，包括如下步骤：

[0075] (1)电位改性

[0076] 将0.3g巯基丙酸与100ml去离子水均匀混合得到第一改性溶液，将100mg银纳米颗粒(平均粒径为200nm)置于所述第一改性溶液，经充分混合搅拌24h后过滤、干燥，得到改性银纳米颗粒；所述改性银纳米颗粒的zeta电位仪测试结果见附图1所示，可见，改性银纳米颗粒表面电位可达‑60mV；

[0077] 将100mg的改性银纳米颗粒与100ml的混合溶剂(混合溶剂由去离子水合乙醇组成，去离子水与乙醇的体积比为9：1)混合并进行超声分散，得到改性银纳米颗粒分散液；

[0078] 将0.1g聚二烯基丙二甲基氯化铵与100ml去离子水均匀混合得到第二改性溶液；将环氧树脂膜平面模板表面通过微纳米压印条纹微图案形成微结构基底，将所述微结构基底在得到的第二改性溶液中浸泡30min后取出，氮气吹干，得到改性基底；本实施例所述改性基底中，由于改性基底表面有氨基，改性基底电位与前述改性银纳米颗粒电位相反；

[0079] (2)自组装

[0080] 将所述改性基底固定于加热板表面，并将加热板固定于能以一定速度上下升降的位移台上，随后将改性银纳米颗粒分散液加入至液池中；随后将所述改性基底加热至70℃后以1mm/s的速度垂直插入所述改性银纳米颗粒分散液中，随即以1mm/s的速度垂直取出、清洗、自然干燥后，在改性基底表面得到纳米银颗粒自组装层。

[0081] 本实施例得到的纳米银颗粒自组装层的厚度为2μm；

[0082] 图6为本实施例中纳米银颗粒自组装层的扫描电镜图。

[0083] 实施例3

[0084] 本实施例所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备纳米颗粒自组装层的方法，包括如下步骤：

[0085] (1)电位改性

[0086] 将0.5g丁基三乙氧基硅烷与100ml去离子水均匀混合得到第一改性溶液，将100mg锡纳米颗粒(平均粒径为1000nm)置于所述第一改性溶液，经充分混合搅拌24h后过滤、干燥得到改性锡纳米颗粒；

[0087] 将100mg的改性锡纳米颗粒与100ml的混合溶剂(混合溶剂由去离子水和丙酮组成，去离子水与丙酮的体积比为19：1)混合并进行超声分散，得到改性锡纳米颗粒分散液；

[0088] 将0.5g乙基三乙氧基硅烷与100ml去离子水均匀混合得到第二改性溶液；采用硅片作为基底，将所述硅片在得到的第二改性溶液中浸泡30min后取出，氮气吹干，得到改性硅片；本实施例所述改性硅片中，由于改性硅片表面有氨基，改性硅片电位与前述改性锡纳米颗粒电位相反；

[0089] (2)自组装

[0090] 将所述改性基底固定于加热板表面，并将加热板固定于能以一定速度上下升降的位移台上，随后将改性锡纳米颗粒分散液加入至液池中；随后将所述硅片加热至46℃后以100mm/s的速度垂直插入所述改性锡纳米颗粒分散液中，随机取出、清洗、自然干燥后，在改性硅片表面得到纳米锡颗粒自组装层。

[0091] 实施例4

[0092] 本实施例所述基于界面张力梯度‑静电引力复合制备纳米颗粒自组装层的方法，包括如下步骤：

[0093] (1)电位改性

[0094] 将0.1g三乙氧基硅烷与100ml去离子水均匀混合得到第一改性溶液，将100mg金纳米颗粒(平均粒径为10nm)置于所述第一改性溶液中，经充分混合搅拌24h后过滤、干燥得到改性金纳米颗粒；

[0095] 将100mg的改性金纳米颗粒与100ml的混合溶剂(混合溶剂由去离子水和甲醇组成，去离子水与甲醇的体积比为1：1)混合并进行超声分散，得到改性金纳米颗粒分散液；

[0096] 将0.5g丁基三乙氧基硅烷与100ml去离子水均匀混合得到第二改性溶液；采用硅片作为基底，将硅片在得到的第二改性溶液中浸泡30min后取出，氮气吹干，得到改性硅片；本实施例所述改性硅片中，由于改性硅片表面有氨基，改性硅片电位与前述改性金纳米颗粒电位相反；

[0097] (2)自组装

[0098] 将所述改性基底固定于加热板表面，并将加热板固定于能以一定速度上下升降的位移台上，随后将改性金纳米颗粒分散液加入至液池中；随后将改性硅片加热至55℃后以0.1mm/s的速度垂直插入所述改性金纳米颗粒分散液中，随机取出、清洗、自然干燥后，在改性硅片表面得到纳米金颗粒自组装层。

[0099] 对比例1

[0100] 本对比例所述纳米颗粒自组装层的制备方法与实施例2相比，其区别在于，步骤(2)为：将改性银纳米颗粒分散液加入至液池中；随后在室温下将所述改性基底(即不进行加热处理)以1mm/s的速度垂直插入所述改性银纳米颗粒分散液中，随即以1mm/s的速度垂直取出、清洗、自然干燥后，在改性基底表面得到纳米银颗粒自组装层。

[0101] 图7为改性基底自组装后的扫描电镜宏观形貌图；图8为改性基底自组装后的局部放大扫描电镜图；由图7、图8可以看出，通过本对比例1的方法在改性基底的表面无法形成自组装层，这主要是因为静电引力其有效作用范围仅为微米量级，且自组装效率较低，无法在短时间内形成致密排列的纳米颗粒自组装层。

[0102] 对比例2

[0103] 本对比例所述纳米颗粒自组装层的制备方法，包括如下步骤：

[0104] (1)电位改性

[0105] 将0.3g巯基丙酸与100ml去离子水均匀混合得到第一改性溶液，将100mg银纳米颗粒(平均粒径为200nm)置于所述第一改性溶液，经充分混合搅拌24h后过滤、干燥，得到改性银纳米颗粒；

[0106] 将100mg的改性银纳米颗粒与100ml的混合溶剂(混合溶剂由去离子水合乙醇组成，去离子水与乙醇的体积比为9：1)混合并进行超声分散，得到改性银纳米颗粒分散液；

[0107] 2)自组装

[0108] 将环氧树脂膜平面模板表面通过微纳米压印条纹微图案形成微结构基底，将微结构基底固定于加热板表面，并将加热板固定于能以一定速度上下升降的位移台上，随后将改性银纳米颗粒分散液加入至液池中；随后将微结构基底(未做处理)加热至70℃后以1mm/s的速度垂直插入所述改性银纳米颗粒分散液中，随即以1mm/s的速度垂直取出、清洗、自然干燥后，在微结构基底表面得到纳米银颗粒自组装层。

[0109] 图9为基底自组装后的扫描电镜宏观形貌图；图10为基底自组装后的纳米银颗粒自组装层的扫描电镜图；由图9可以看出在基底的局部区域存在自组装层，由图10可以看出形成的纳米银颗粒自组装层中含有大量的表面缺陷，无法形成连续致密自组装层，这主要是因为纳米银颗粒密度大，易团聚，并且与基底表面结合力较低，从而在自组装的过程中易脱落，在没有静电引力的作用下，难以形成连续致密自组装结构。

[0110] 对比例3

[0111] 本对比例所述纳米颗粒自组装层的制备方法与实施例2相比，区别在于：将步骤(1)中的100ml的混合溶剂替换为100ml的去离子水。

[0112] 图11为本对比例方案改性基底自组装后的扫描电镜宏观形貌图。由图11可以看出，通过对比例3的方法在改性基底的表面无法形成自组装层，这主要是因为静电引力其有效作用范围仅为微米量级，且自组装效率较低，无法在短时间内形成致密排列的纳米颗粒自组装层。

[0113] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。