本發(fā)明涉及金納米材料領(lǐng)域，尤其涉及一種大面積的二維有序金納米顆粒陣列及其制備方法。

背景技術(shù)：
金納米顆粒具有較高的摩爾吸收系數(shù)和較好的生物相容性，因此在催化、傳感器件、光電子器件、生物技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著金納米顆粒制備技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，大批量各式各樣的金納米顆粒不斷地被開(kāi)發(fā)與研究；但如何使這些金納米顆粒實(shí)現(xiàn)性能上的最優(yōu)化、功能化和器件化一直是亟待解決的重要問(wèn)題。自組裝技術(shù)為將組裝基元直接集成為功能化納米材料提供了一種切實(shí)可行的新途徑；與傳統(tǒng)的“自上而下”制備工藝相比，自組裝技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單方便、不需要昂貴的儀器設(shè)備、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。由金納米顆粒組裝的二維有序結(jié)構(gòu)陣列，其納米顆粒與納米顆粒之間會(huì)存在強(qiáng)烈的表面等離子激元共振局域場(chǎng)耦合作用，使周圍電磁場(chǎng)得到極大增強(qiáng)，從而表現(xiàn)出與單個(gè)金納米顆粒不同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，這使得二維有序金納米顆粒陣列在表面增強(qiáng)拉曼散射、生物傳感器、光催化、光電器件等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。而現(xiàn)有的技術(shù)中，采用自組裝技術(shù)通常只能制備出微米或毫米級(jí)的小面積二維有序金納米顆粒陣列，無(wú)法制備出厘米級(jí)或更大級(jí)別的大面積的二維有序金納米顆粒陣列，而且現(xiàn)有自組裝技術(shù)制備出的二維有序金納米顆粒陣列穩(wěn)定性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有自組裝技術(shù)中只能制備小面積二維有序金納米顆粒陣列，并且所制備二維有序金納米顆粒陣列穩(wěn)定差的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種大面積的二維有序金納米顆粒陣列及其制備方法，不僅具有平方厘米級(jí)的大面積單層膜結(jié)構(gòu)，而且穩(wěn)定性高，制備工藝簡(jiǎn)單、容易操作、成本低廉，十分適合工業(yè)化批量生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種大面積的二維有序金納米顆粒陣列，它是由多個(gè)球形金納米顆粒按照規(guī)則六角密排結(jié)構(gòu)有序排布而成的整體面積至少為1cm2的大面積單層膜結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，該二維有序金納米顆粒陣列能夠在硅基底、石英基底、聚二甲基硅氧烷基底之間轉(zhuǎn)移。一種大面積的二維有序金納米顆粒陣列的制備方法，包括：步驟A、將球形金納米顆粒分散于無(wú)水乙醇中，再與正丁醇混合，并分散均勻，從而制得金納米顆粒的正丁醇分散液；其中，正丁醇的用量至少是無(wú)水乙醇用量的20倍；步驟B、在水面面積至少為25cm2的盛水容器中，將所述金納米顆粒的正丁醇分散液沿該容器的容器壁逐滴滴到該容器內(nèi)的水面上，直至水面上鋪滿單層金納米顆粒；步驟C、在經(jīng)過(guò)步驟B處理后，將所述容器靜置，直至所述容器內(nèi)的正丁醇完全揮發(fā)；再將無(wú)水乙醇沿所述容器的容器壁持續(xù)滴到該容器內(nèi)的水面上，直至水面上的金納米顆粒集結(jié)在一處，從而制得上述技術(shù)方案中所述大面積的二維有序金納米顆粒陣列。優(yōu)選地，在步驟B中，所述容器內(nèi)水面的面積大于1cm2。優(yōu)選地，在步驟A中，如果球形金納米顆粒是采用球形金納米顆粒的水分散液，那么該球形金納米顆粒先進(jìn)行離心處理，再分散到無(wú)水乙醇中。優(yōu)選地，所述球形金納米顆粒的水分散液采用以下方法制得：將氯金酸、聚二烯丙基二甲基氯化銨、鹽酸加入到乙二醇溶液中，并攪拌均勻，再采用油浴加熱到195℃反應(yīng)30分鐘，然后加入到氯金酸溶液中行濕化學(xué)刻蝕制得球形金納米顆粒溶膠，最后對(duì)所述球形金納米顆粒溶膠進(jìn)行水洗，從而制得球形金納米顆粒的水分散液。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例所提供的大面積的二維有序金納米顆粒陣列及其制備方法先通過(guò)自組裝方法在容器內(nèi)的水面上鋪滿單層稀疏的金納米顆粒，再將無(wú)水乙醇沿容器壁持續(xù)向該容器內(nèi)的水面上滴加，從而使水面上的金納米顆粒在無(wú)水乙醇的推動(dòng)下向一起靠攏集結(jié)，當(dāng)金納米顆粒之間的距離足夠靠近時(shí)，這些金納米顆粒會(huì)在范德瓦爾斯力的主導(dǎo)作用下，穩(wěn)定地漂浮于水面上，從而就形成了按照規(guī)則六角密排結(jié)構(gòu)有序排布、并且整體面積至少為1cm2、呈現(xiàn)出明亮的金黃色光澤的大面積二維有序金納米顆粒陣列。由此可見(jiàn)，本發(fā)明不僅具有厘米級(jí)的大面積單層膜結(jié)構(gòu)，而且穩(wěn)定性高，制備工藝簡(jiǎn)單、容易操作、成本低廉，十分適合工業(yè)化批量生產(chǎn)。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為采用Sirion200場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1所制備的大面積的二維有序金納米顆粒陣列進(jìn)行拍攝而得到的俯視低倍掃描電子顯微鏡照片。圖2為采用Sirion200場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1所制備的大面積的二維有序金納米顆粒陣列進(jìn)行拍攝而得到的俯視高倍電子掃描電子顯微鏡照片。圖3為采用Sirion200場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1所制備的...