聚苯乙烯荧光纳米颗粒的制备和图案化打印技术研究

发布时间：2021-09-17 15:52

　　荧光纳米材料的合成和研究一直是工业界特别关注的研究领域之一。高分子基体的共轭化合物,能够实现高亮度,光谱可调,低生物毒性和高生物相容性能等优点,所以本课题选择这一材料进行研究。聚苯乙烯（PS）荧光微球是一种性能优良的新型功能材料,可以通过一系列的功能化反应赋予微球光学特性和化学稳定性。这使得PS荧光纳米颗粒具有一些独特的识别性能。PS荧光微球在信息识别领域有着越来越广泛的应用,其中的一项是基于荧光共振能量转移的光谱可调方面的应用。二维条码的普及在简化人们的日常生活中（例如身份识别,签到等）起着关键作用。随着条码普及度的提高,相关问题也逐渐显现,最具代表性的问题是解密和伪造。由于条形码的可见属性可能导致严重的信息泄漏。所以本课题想发明一种成本低、防伪同时保护个人隐私的隐形条码存储信息方式。为了防止轻松访问可见的条形码导致隐私侵犯和敏感信息泄漏,本文设计和制造了一种隐形荧光打印墨水。该墨水打印的信息在日光下不可见,但在紫外灯下可见。这种隐形打印墨水为解决信息泄露的问题提供了广阔的前景。本文使用微乳化方法来制造PS荧光纳米颗粒,纳米颗粒的尺寸可调节范围为40 nm到200 nm。该方法以PS... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

PS微球在THF荧光溶液中的光学显微镜图像[41]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-图1-1PS微球在THF荧光溶液中的光学显微镜图像[41]a）0％THF；b）17％THF；c）33％THF；d）50％THF；e）70％THF；f）50％THF，每个图像中的比例尺为25μm共聚法的使用条件是荧光物质上的官能团和有机单体上的官能团可以聚合在一起。LiuQ-H等人采用分散共聚法来制备PS荧光颗粒。他们将烯丙基荧光素或烯丙基尼罗红、苯乙烯、2，2"-偶氮二（异丁腈）、聚乙烯吡咯烷酮和2-甲氧基乙醇同时加入密封的反应容器中反应并恒温水浴，并在70℃下在N2下旋转48小时。同时将该溶液倒入乙醇中以沉淀和过滤荧光微球，除去微球中的游离染料，然后在50℃下真空干燥[38]2。荧光物质均匀分布在颗粒内部，但是合成过程复杂。HuH等人制备单分散胶体聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）粒子也是通过分散聚合将亲脂性荧光染料直接掺入PMMA颗粒中[42]。如图1-2所示。图1-2将荧光染料掺入PMMA颗粒的机理，实心圆代表荧光染料，空心圆代表单体[42]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-4-化学键合法是通过具有可反应化学键的荧光染料和具有可反应化学键的纳米颗粒之间发生化学反应，生成化学键结合到一起。化学键合法需要对荧光染料和微球载体都进行修饰，合成过程比较复杂。SaureR等人通过化学键合法将荧光物质上的星基团和微球表面的功能基团合成，制备出表面具有荧光界面的PS纳米颗粒。这些纳米颗粒具有宽范围（100～250nm）的粒度分布并且所有合成的纳米颗粒都显示出明亮的荧光[21]1，如图1-3所示。共聚法和化学键合法的局限在于要先对染料分子进行特定修饰，合成过程复杂，导致应用受到极大的限制。图1-3显微镜载玻片表面上的颗粒的CLSM显微照片[21]图1-4乳液聚合过程的示意图[3]1a）预乳化；b）高剪切乳化；c）聚合包覆法是通过聚合反应或自组装在PS微球中引入荧光分子。常用的方法就是在反应过程中将高度荧光的疏水性染料分子包封在纳米球的PS基质中并由其保护。例如BhalgatM等人制备的链霉亲和素（绿色纳米球）就是通过在PS中包埋含有荧光团的单一专有化合物而制得的[43]。包埋法制备的荧光纳米


本文编号：3399037