本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料，具體涉及一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法。

背景技術(shù)：

1、量子點(diǎn)納米材料是一種具有特殊電子結(jié)構(gòu)和量子效應(yīng)的納米顆粒材料，通常由幾十至幾百個原子組成，尺寸在納米級別，因此量子點(diǎn)納米材料具有獨(dú)特的光電性能和電子性質(zhì)，因此，量子點(diǎn)納米材料在光電子器件、太陽能電池、生物成像、量子點(diǎn)傳感器、量子計算及通訊、環(huán)境監(jiān)測、食品安全等方面具有廣泛的應(yīng)用；此外，量子點(diǎn)還可以用作納米材料增強(qiáng)劑，改善材料的光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)性能，例如用于制備高性能的納米催化材料和納米抗菌材料等。

2、傳統(tǒng)的合成量子點(diǎn)材料的方法包括溶劑熱法、熱分解法、微波合成法、氣相合成法、微乳液法等。然而，這些傳統(tǒng)的量子點(diǎn)合成方法通常具有一定的局限性；例如，部分方法需要高溫高壓的合成條件，使有機(jī)前體化合物分解，生成金屬原子然后重新結(jié)晶成量子點(diǎn)；或者需要精確的控制反應(yīng)條件和反應(yīng)過程，從而實(shí)現(xiàn)對量子點(diǎn)尺寸和形貌的精確控制；較為溫和的合成方法為生物合成法，即利用生物體內(nèi)的微生物、植物或動物等生物體來合成量子點(diǎn)，這種方法通常具有環(huán)境友好、低成本和生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，可促進(jìn)量子點(diǎn)材料在抗菌、生物傳感、環(huán)境監(jiān)測等方面的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，設(shè)計了一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法。

2、本發(fā)明提供一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，所述利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法包括以下步驟：

3、步驟a、自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)合成：通過多肽分子氨基酸序列定制，調(diào)控分子自組裝反應(yīng)條件，合成自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)；

4、步驟b、前體金屬離子吸附和結(jié)合：通過調(diào)節(jié)步驟a合成的自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)溶液的ph值，然后加入前體金屬離子，使前體金屬離子與多肽納米結(jié)構(gòu)吸附及靜電結(jié)合，形成多肽納米結(jié)構(gòu)/金屬離子雜化體；

5、步驟c、多肽/量子點(diǎn)復(fù)合納米材料仿生合成：在步驟b合成的多肽納米結(jié)構(gòu)/金屬離子雜化體溶液中加入還原劑以及硫化物溶液，制備得到多肽/量子點(diǎn)復(fù)合納米材料。

6、可選的，在本發(fā)明的第一種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟a具體包括以下步驟：

7、步驟a1、在小燒杯中稱取多肽樣品粉末5-10mg，在攪拌的條件下用10ml0.1％三氟乙酸溶液溶解，配制成濃度為0.5-1mg/ml多肽溶液；

8、步驟a2、將步驟a1得到的多肽溶液在37-57℃水浴鍋中反應(yīng)1-3天，合成自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)，其中所述自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)至少包括一維納米纖維和二維納米片。

9、可選的，在本發(fā)明的第二種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟b具體包括以下步驟：

10、步驟b1、取步驟a合成的自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)溶液5ml，在速度為200轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下加入5ml金屬離子前體溶液，調(diào)節(jié)ph值，室溫反應(yīng)4-6小時；

11、步驟b2、制備的反應(yīng)物通過透析袋分離，待用，其中所述透析袋分子量3000-10000。

12、可選的，在本發(fā)明的第三種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟b中所述前體金屬離子為氯金酸根離子、銀離子或銅離子。

13、可選的，在本發(fā)明的第四種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟b中自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)溶液的ph值根據(jù)多肽等電點(diǎn)大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。

14、可選的，在本發(fā)明的第五種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟c具體包括以下步驟：

15、步驟c1、將步驟b透析分離的多肽/金屬離子產(chǎn)物溶解于2ml水中，在速度200轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下加入還原劑合成金屬量子點(diǎn)；

16、步驟c2、將步驟b透析分離的多肽/金屬離子產(chǎn)物溶解于2ml水中，在速度200轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下加入硫化物溶液合成金屬硫化物量子點(diǎn)；

17、步驟c3、通過離心操作除去未反應(yīng)的還原劑和硫化物，合成多肽/量子點(diǎn)復(fù)合納米材料。

18、可選的，在本發(fā)明的第六種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟c1中還原劑為硼氫化鈉，步驟c2中硫化物為硫化鈉。

19、可選的，在本發(fā)明的第七種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟c3中離心操作的離心速度為10000rpm、離心時間為15min。

20、采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下有益效果：

21、1、本發(fā)明所述的技術(shù)通過定制多肽分子的氨基酸序列，利用溶液自組裝方法合成多肽納米纖維和納米片，以此為生物模板，通過仿生合成策略制備量子點(diǎn)復(fù)合納米材料。

22、2、本發(fā)明所述的技術(shù)通過引入自組裝多肽納米材料，使用生物分子作為合成起點(diǎn)，具有環(huán)境友好、高生物相容性、可原位合成、低成本的優(yōu)勢；

23、3、本發(fā)明所述的技術(shù)中采用的多肽分子，具有更多的活性位點(diǎn)，可以更好的調(diào)控量子點(diǎn)的形貌和結(jié)構(gòu)；

24、4、本發(fā)明所述的技術(shù)合成過程簡單、可控性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)對量子點(diǎn)復(fù)合材料的精確調(diào)控；

25、5、本發(fā)明所述的技術(shù)合成的量子點(diǎn)納米復(fù)合材料在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)和納米材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，其特征在于，所述利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，其特征在于，步驟a具體包括以下步驟：

3.如權(quán)利要求1所述的一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，其特征在于，步驟b具體包括以下步驟：

4.如權(quán)利要求1所述的一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，其特征在于，步驟b中所述前體金屬離子為氯金酸根離子、銀離子或銅離子。

5.如權(quán)利要求1所述的一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，其特征在于，步驟b中自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)溶液的ph值根據(jù)多肽等電點(diǎn)大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。

6.如權(quán)利要求1所述的一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，其特征在于，步驟c具體包括以下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，其特征在于，步驟c1中還原劑為硼氫化鈉，步驟c2中硫化物為硫化鈉。

8.如權(quán)利要求6所述的一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，其特征在于，步驟c3中離心操作的離心速度為10000rpm、離心時間為15min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種利用生物模板和仿生合成方法制備量子點(diǎn)納米材料的方法，步驟a、自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)合成：通過多肽分子氨基酸序列定制，調(diào)控分子自組裝反應(yīng)條件，合成自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)；步驟b、前體金屬離子吸附和結(jié)合：通過調(diào)節(jié)合成的自組裝多肽納米結(jié)構(gòu)溶液的pH值，然后加入前體金屬離子，使前體金屬離子與多肽納米結(jié)構(gòu)吸附及靜電結(jié)合，形成多肽納米結(jié)構(gòu)/金屬離子雜化體；步驟c、多肽/量子點(diǎn)復(fù)合納米材料仿生合成：在步驟b合成的多肽納米結(jié)構(gòu)/金屬離子雜化體溶液中加入還原劑以及硫化物溶液，制備得到多肽/量子點(diǎn)復(fù)合納米材料；本發(fā)明具有環(huán)境友好、高生物相容性、低成本、可調(diào)控材料尺寸和形貌等優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：魏剛,李濤,向玉強(qiáng),趙連波,商大偉,王衛(wèi)玉,管華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島即昇科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19