研究目的
研究近红外(NIR)照射下嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜中的金纳米颗粒(AuNPs)的光热性能,以及机械拉伸对其光热特性的影响。
研究成果
采用原位合成法成功制备了嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜的金纳米颗粒(AuNPs),该材料在近红外光照射下展现出优异的光热性能。薄膜表面温度可在1分钟内升至120℃,并通过机械拉伸实现温度调控。研究表明,这种金-PDMS复合薄膜作为生物医学应用的等离子体贴片具有应用潜力,其光热特性可通过机械拉伸进行可控调节。
研究不足
该研究聚焦于金纳米粒子(AuNPs)浓度和机械拉伸对光热性能的影响,但未探讨原位合成过程中AuNPs的尺寸控制问题。聚二甲基硅氧烷(PDMS)与AuNPs的热扩散率和导热性可能限制可达到的最高温度及传热效率。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用无还原剂的原位合成法制备Au-PDMS薄膜,在808 nm近红外光照射下评估其光热性能,并通过机械拉伸测试研究金纳米颗粒密度对光热性能的影响。
2:样品选择与数据来源:
制备了不同金纳米颗粒浓度的Au-PDMS薄膜,通过透射电镜测量金纳米颗粒尺寸,利用紫外-可见光谱监测等离子体吸收。
3:实验设备与材料清单:
Sylgard 184(PDMS弹性体与固化剂)、氯金酸(金前驱体)、红外热像仪(Seek Thermal XR)、808 nm近红外激光器、透射电镜(JEM-2010,日本电子)、分光光度计(UV-1800,岛津)。
4:实验流程与操作步骤:
将未固化PDMS与氯金酸混合后于90℃固化制备Au-PDMS薄膜并进行表征,在近红外光照射下测量光热性能并开展机械拉伸测试。
5:数据分析方法:
通过红外热像仪记录Au-PDMS薄膜的温度变化曲线,基于温度变化及金纳米颗粒密度分析机械拉伸对光热性能的影响。
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获取完整内容-
Sylgard 184
184A and 184B
Sigma-Aldrich
Used as the polymer matrix for embedding AuNPs.
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TEM
JEM-2010
Jeol
Used to measure the size of the AuNPs in the Au-PDMS films.
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Spectrophotometer
UV-1800
Shimazdu
Used to obtain the UV-vis spectra of the Au-PDMS films.
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HAuCl4
Kojima
Used as the precursor of the AuNPs.
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IR camera
Seek Thermal XR
Seek Thermal
Used to measure the temperature profile of the Au-PDMS films under NIR irradiation.
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NIR laser
808 nm
Used for NIR irradiation to evaluate the photothermal performance of Au-PDMS films.
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