專利名稱：溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造納米圖形的方法，特別是涉及一種溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法。本發(fā)明屬于微觀科學領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
時至今日，納米科學技術(shù)發(fā)展十分迅速，作為納米科學技術(shù)之一的納米操縱技術(shù)的發(fā)展給我們創(chuàng)造了新的機遇來完成原來技術(shù)所不可能實現(xiàn)的工作?！罢汗P”納米刻蝕技術(shù)的發(fā)明使我們能夠通過原子力顯微鏡操縱原子力顯微鏡針尖，將蘸在針尖上的物質(zhì)沉積到物體表面，制造出納米或者微米圖形。利用現(xiàn)有的“蘸筆”納米刻蝕技術(shù)(DPN)通常只能實現(xiàn)在空氣下將生物大分子制作納米級圖形的目的。然而，空氣下生物大分子很可能會變性從而喪失其生物活性，因此在溶液環(huán)境下在材料表面上通過“蘸筆”納米刻蝕技術(shù)制造納米或者微米圖形顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種溶液下動態(tài)模式“蘸筆”納米刻蝕方法，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)在溶液下將生物分子在物體表面上制作微米圖形的目標。為了將DPN技術(shù)應(yīng)用到能保持生物大分子生物活性的溶液環(huán)境下，在此介紹采用DPN技術(shù)在溶液下對絲素蛋白在云母表面上微米水平的定位刻蝕。本發(fā)明提供一種溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，包括以下步驟第一步在溶液體系下對基底表面進行掃描成像，檢測基底表面平整，無雜質(zhì)，選定所需要的區(qū)域，其中成像溶液的使用量為100-150ii L ；第二步將稀釋好的絲素蛋白溶液加入到成像溶液中，用原子力顯微鏡針尖進行連續(xù)輕敲模式掃描成像，將蘸在針尖上的絲素蛋白納米刻蝕到基底上，實現(xiàn)微米圖形的制造;第三步仍然用此針尖對所制造的微米圖形進行再次掃描成像，檢查所制造的圖形。所述原子力顯微鏡探針的針尖材質(zhì)為硅，或氮化硅。所述成像溶液為水，或PBS緩沖液。所述絲素蛋白溶液最終濃度為0.006%。所述第二步操作可再次對不同區(qū)域進行連續(xù)掃描成像，通過調(diào)整X軸或Y軸的參數(shù)，轉(zhuǎn)換到另外一處位置，進行連續(xù)的掃描成像，不斷的轉(zhuǎn)換X軸或Y軸的參數(shù)，進行微米圖形的制造。所述連續(xù)掃描成像的速率在0.1 2. OHz。環(huán)境溫度控制在20_30°C。本方法彌補了現(xiàn)有技術(shù)的不足，可以實現(xiàn)在溶液下將生物大分子在物體表面上制備微米圖形。


圖1為本發(fā)明中溶液下動態(tài)模型納米刻蝕技術(shù)(DPN)示意圖。圖2為本發(fā)明實施例1中制備的在云母基底表面上制造的微米正方形。圖3為本發(fā)明實施例2中制備的在云母基底表面上制造的微米正方形臺階。
具體實施方式

實施例1在120 y L超純水溶液體系下對云母基底表面進行輕敲模式掃描成像，檢測基底表面平整，無雜質(zhì)，選定所需要的區(qū)域IOX IOil m，然后加入絲素蛋白溶液使絲素蛋白溶液最終濃度為0. 006%，立刻仍然用此原子力顯微鏡針尖在5X5 進行連續(xù)輕敲模式掃描成像，將蘸在針尖上的絲素蛋白納米刻蝕到5X5 區(qū)域上，最后對原來選定的區(qū)域10 X 10 y m用此針尖進行輕敲模式掃描成像，檢查所獲得的微米圖形，在此條件下得到的微米圖形如圖2所示。本實驗所得到的結(jié)果是在Multimode Nanoscope III (VEECO/Bruker, Inc. , SantaBarbara, CA，USA)上完成，掃描管為E型。AFM所用的探針為VEECO公司的NP氮化硅探針(彈性系數(shù)為0. 58N/m)。本實驗成像和操縱時溫度控制在25°C左右。實施例2在120 y L超純水溶液體系下對云母基底表面進行輕敲模式掃描成像，檢測基底表面平整，無雜質(zhì)，選定所需要的區(qū)域IOX IOil m，然后加入絲素蛋白溶液使絲素蛋白溶液最終濃度為0.006%，立刻仍然用此原子力顯微鏡針尖在2X2 iim(X offset和Y offset都設(shè)置為lum)進行連續(xù)輕敲模式掃描成像，將蘸在針尖上的絲素蛋白納米刻蝕到2X2i!m區(qū)域上，然后對選定的區(qū)域5X 5 y m用此針尖進行輕敲模式掃描成像，檢查所獲得的微米圖形。然后將X offset和Y offset分別設(shè)置為-1 ii m和I ii m,進行連續(xù)輕敲模式掃描成像，將蘸在針尖上的絲素蛋白納米刻蝕到2X2 y m區(qū)域上，最后對選定的區(qū)域10X 10 y m用此針尖進行輕敲模式掃描成像，檢查所獲得的微米圖形，在此條件下得到的微米圖形如圖3所示。本實驗所得到的結(jié)果是在Multimode Nanoscope III (VEECO/Bruker, Inc. , SantaBarbara, CA，USA)上完成，掃描管為E型。AFM所用的探針為VEECO公司的NP氮化硅探針(彈性系數(shù)為0. 58N/m)。本實驗成像和操縱時溫度控制在25°C左右。實施例3在120 y L超純水溶液體系下對云母基底表面進行輕敲模式掃描成像，檢測基底表面平整，無雜質(zhì)，選定所需要的區(qū)域10X IOil m，然后加入絲素蛋白溶液使絲素蛋白溶液最終濃度為0. 006%，立刻仍然用此原子力顯微鏡針尖在5X5 進行連續(xù)輕敲模式掃描成像，將蘸在針尖上的絲素蛋白納米刻蝕到5X5 區(qū)域上，最后對原來選定的區(qū)域IOXlOum用此針尖進行輕敲模式掃描成像，檢查所獲得的微米圖形。本實驗所得到的結(jié)果是在Multimode Nanoscope III (VEECO/Bruker, Inc. , SantaBarbara, CA，USA)上完成，掃描管為E型。AFM所用的探針為VEECO公司的SNL硅探針(彈 性系數(shù)為0. 32N/m)。本實驗成像和操縱時溫度控制在25°C左右。
權(quán)利要求
1.一種溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，包括以下步驟第一步在溶液體系下對基底表面進行掃描成像，檢測基底表面平整，無雜質(zhì)，選定所需要的區(qū)域，其中成像溶液的使用量為100-150μ ;第二步將稀釋好的絲素蛋白溶液加入到成像溶液中，用原子力顯微鏡針尖進行連續(xù)輕敲模式掃描成像，將蘸在針尖上的絲素蛋白納米刻蝕到基底上，實現(xiàn)微米圖形的制造；第三步仍然用此針尖對所制造的微米圖形進行再次掃描成像，檢查所制造的圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，所述原子力顯微鏡探針的針尖材質(zhì)為硅，或氮化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，所述成像溶液為水，或PBS緩沖液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，所述絲素蛋白溶液最終濃度為O. 006 %。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，所述第二步操作可再次對不同區(qū)域進行連續(xù)掃描成像，通過調(diào)整X軸或Y軸的參數(shù)，轉(zhuǎn)換到另外一處位置，進行連續(xù)的掃描成像，不斷的轉(zhuǎn)換X軸或Y軸的參數(shù)，進行微米圖形的制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，所述連續(xù)掃描成像的速率在O.1 2. OHz0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，環(huán)境溫度控制在20-30°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溶液體系下動態(tài)模式納米刻蝕技術(shù)制造納米圖形的方法，其特征在于，包括以下步驟在溶液體系下對基底表面進行掃描成像，檢測基底表面平整，無雜質(zhì)，選定所需要的區(qū)域，其中成像溶液的使用量為100-150μL；將稀釋好的絲素蛋白溶液加入到成像溶液中，用原子力顯微鏡針尖進行連續(xù)輕敲模式掃描成像，將蘸在針尖上的絲素蛋白納米刻蝕到基底上，實現(xiàn)微米圖形的制造；仍然用此針尖對所制造的微米圖形進行再次掃描成像，檢查所制造的圖形。本方法彌補了現(xiàn)有技術(shù)的不足，可以實現(xiàn)在溶液下將生物大分子在物體表面上制備微米圖形。
文檔編號B81C1/00GK102992259SQ20111027266
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者鐘健, 周涓, 何丹農(nóng) 申請人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司