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随着纳米合成制备技术的不断提高,新的纳米技术不断产生,并逐步从实验室走向工业化生产。微流控技术最初起源于实验室里的电泳分离,继而逐渐发展成为一种多学科且高度产业化的科学技术。微流控技术能制备出大小均匀的微液滴,其可以作为一种良好的微反应容器,用于纳米粒子、微球、晶体等材料的制备,被形象地誉为“芯片上的实验室或化工厂”。金等贵金属纳米材料,具有强烈的局域表面等离子体共振(LSPR)以及强电磁耦合特性,而调节纳米结构的间隙是增强该特性的有效方法。目前,纳米结构间隙主要是通过自组装、刻蚀等方法制备出有序阵列结构而进行调控。但这类材料一旦经过设计与制备成型后,其相邻结构单元之间的间隙就无法即时改变与调控,进而材料的LSPR性能难以实现人为控制和按需调整。针对这一问题,本文主要是利用微流控技术制备金纳米粒子(AuNPs)与水凝胶的复合材料,旨在利用水凝胶的膨胀-收缩性能灵活地调控AuNPs的间隙,并探索AuNPs-水凝胶复合微球在光学传感、SERS检测方面的应用。另外,作者利用微流控技术,还探究了以微液滴作为反应容器,来实现Au NPs三维自组装和复合金属纳米粒子的制备。取得的成果如下:1.利用微流控技术,发展了一种形貌均一、大小可控的AuNPs/水凝胶复合微球的制备策略。先以微流控技术制备AuNPs/水凝胶单体微液滴,后采用光聚合固化得到形貌均一、粒径可控的AuNPs/水凝胶复合微球。该复合微球利用水凝胶的膨胀收缩带动Au NPs间隙的变化,改变Au NPs的LSPR吸收峰强弱,实现水凝胶材料对生物、化学物质的光学传感。与传统的块体、薄膜材料相比,Au NPs/水凝胶复合微球具有制备简单、检测方便以及微量溶液检测等特点。2.发展了一种动态调控AuNPs间距的SERS检测策略。利用微流控技术制备大小均匀的水凝胶微球,采用静电自组装方法将AuNPs牢固地吸附到水凝胶微球表面。同时,利用水凝胶的pH敏感特性,调控该微球表面的AuNPs间隙,以增强水凝胶@AuNPs微球的SERS性能。相比传统的SERS基底,该基底中的AuNPs间隙可以在测试中进行动态调节。3.发展了一种AuNPs三维自组装的策略。利用微流控技术,控制Au胶体微液滴中的溶剂水在正丁醇中的溶解,通过调节液体流量和AuNPs浓度制备出形貌均一、粒径可控的AuNPs自组装微球。该AuNPs自组装微球具有宽波段的光吸收性能,其在癌症的热疗等方面有着巨大的应用潜力。4.发展了一种复合金属纳米粒子普适的制备策略。利用微流控技术,以微液滴作为反应容器,共性制备多种核壳结构的贵金属纳米粒子。相比传统制备方法,该制备方法可以灵活地从小批量实验研究转向大规模的生产制备。