點陣的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于納米Si化點陣領域，特別設及一種31化不誘鋼表面納米SiO2點陣的 制備方法。
【背景技術】
[0002] 無機材料的平面二維點陣結構在生物、醫學、生物傳感、檢測等領域具有潛在的應 用前景（JHAmanda，ChangLeietal. [J].Phys.Chem.B, 2005, 127, 2264-2271)。
[0003] 目前，無機材料納米點陣的制備方法常用的有刻蝕法，模板法，自組裝等。刻蝕法 原則上可行的，但是由于設備昂貴、效率低，難W實現規模化。專利"一種二維六角點陣排列 的蜂窩狀納米顆粒陣列結構的制備方法"(CN101774536A)公開了一種制備六角點陣納米 銀的制備方法。該方法首先制備單一粒徑的單層聚苯乙締納米球六角密排結構模板，然后 沉積金屬銀膜，最后在乙醇中超聲除去聚苯乙締納米球模板，即得到二維六角點陣排列的 蜂窩狀銀納米顆粒陣列結構。李海軍等人（李海軍，林文魅，張曉東等.表面等離子體近光 場光刻制作二維納米陣列.[J].微納電子技術.2010 :42(1) :60-63)利用金膜表面等離子 體激元增強光透射的原理進行了近場光刻的實驗，在光刻膠上制備了二維點陣圖形。但其 制作工藝相對繁瑣，設備要求高，限制了其進一步的應用。自主裝法制備納米點陣時常需要 模板來調控納米點陣間的距離及排列方式。安艷清等人（安艷清，陳森，薛群基.徑基修飾 Si化納米顆粒陣列在DMF中的組裝.[J].河南大學學報.2008:38(1) 30-33)用氨基娃片作 基底，在Si〇2-COOH的N、N-二甲基甲酯胺值M巧溶液中組裝，直接得到了Si〇2-COOH納米顆 粒的非致密陣列結構。但是該方法所需設備昂貴，限制了其大規模應用。
[0004] 電化學陽極氧化法是常用的在金屬基材表面構筑納米結構的一種方法，并且可利 用生成的納米管、納米孔負載其他活性物質，從而賦予材料新的性能。此外，電化學陽極氧 化法工藝過程簡單，可控性強，重復性好，且對于環境和儀器設備要求不高，是一種方便、廉 價而獨特地得到大面積納米結構的方法。 陽005] 31化不誘鋼（316LS巧由于良好的生物相容性、力學性能、耐腐蝕性和易加工性 而作為生物醫用材料被廣泛應用于矯形外科、牙種植體和冠狀動脈支架等組織修復領域。 31化SS盡管具有優異的綜合性能，但在長期的臨床使用中，仍然存在難W避免的問題和不 足，比如本身不具備生物活性，耐磨性、耐腐蝕性有待進一步改進。因此，需要開發有效的方 法對31化SS材料進行表面改性并提高其生物活性。電化學陽極氧化法可W在31化SS表面 構筑有序納米坑陣列，且仍保持其良好的生物相容性、力學性能及耐體液腐蝕性。因此可W 通過負載生物活性物質，從而賦予31化SS更多的生物學功能。
[0006] 娃是人體不可或缺的微量元素之一，在骨、軟骨及初帶組織形成的早期階段具有 重要作用，含娃的陶瓷材料表面有利于成骨細胞的增殖及黏附。無機娃基生物材料具有優 良的生物活性和降解性，能在體外和體內快速誘導類骨憐灰石沉積并促進骨組織相關細胞 的增殖和分化，運對于骨組織損傷的快速修復是非常重要的。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題是提供一種31化不誘鋼表面納米Si化點陣的制備方 法，該方法快速，簡便，高效，適合應用于生物材料表面改性設計。
[000引本發明的一種31化不誘鋼表面納米Si02點陣的制備方法，包括：
[0009] (1)將31化不誘鋼在高氯酸的乙二醇電解液中進行電化學陽極氧化，得到表面具 有納米坑陣列的31化不誘鋼；其中，高氯酸與乙二醇的體積比為1:15~25 ;陽極氧化時體 系的溫度為-5°C~10°C;
[0010] (2)將硝酸加入到去離子水中，攬拌，然后在攬拌條件下加入到娃源中，攬拌反應， 得到Si〇2溶膠；其中，娃源、去離子水、硝酸的體積比為1 :0. 4~1 :0. 005~0. 02 ; W11] 做步驟似中的Si化溶膠在5°C~40°C下滴加到步驟（1)的表面具有納米坑 陣列的31化不誘鋼中，靜置，清洗，干燥，在保護氣氛圍下，賠燒，得到31化不誘鋼表面納米 Si〇2點陣。 陽01引所述步驟（1)中陽極氧化的電壓為20V~70V，時間為80s~15min。 陽01引所述步驟（1)中表面具有納米坑陣列的31化不誘鋼的坑徑為50nm~150nm。 [0014] 所述步驟似中硝酸的濃度為2mol/L。
[001引所述步驟似中娃源為正娃酸乙醋、正娃酸甲醋或正娃酸下醋。
[0016] 所述步驟似中攬拌反應的溫度為5°C~40。時間為30min~50min。
[0017] 所述步驟（3)中Si〇2溶膠的粘度為0.OOlPa?S~0. 003Pa?S。 陽01引所述步驟（3)中靜置的時間為4~24h。
[0019] 所述步驟（3)中清洗為用乙醇和去離子水反復清洗。
[0020] 所述步驟（3)中干燥的溫度為35°C~140°C，時間為比~lOh。
[0021] 所述步驟（3)中保護氣為氮氣或氣氣。 陽02引所述步驟做中賠燒溫度為300°C~600°C，升溫速率為rc/min~4°C/min,賠 燒時間為化~化。
[0023] 可通過調節31化SS表面納米坑陣列的坑徑大小來調控Si化納米顆粒大小。
[0024] 本發明采用場發射掃描電鏡（FESEM)觀察31化SS表面納米坑陣列、31化不誘鋼表 面納米Si化點陣表面形貌；采用X射線衍射能譜巧DS)掃描分析31化SS表面納米坑陣列、 31化不誘鋼表面納米Si化點陣表面元素組成，其結果如圖1~圖4所示。 陽做]有益效果
[00%] (1)本發明的制備方法簡單易行，成本低廉而且便于推廣；
[0027] (2)本發明的制備方法得到的納米Si化點陣高度有序，SiO2納米顆粒粒徑均一；
[002引 （3)本發明的制備方法得到的16L表面納米Si02點陣仍然保持了 31化SS表面納 米坑陣列的納米坑結構。
【附圖說明】
[0029] 圖1為實施例1中31化SS表面納米坑陣列的陽沈M圖；
[0030] 圖2為實施例1中31化SS表面納米Si〇2點陣的陽沈M圖；
[0031] 圖3為實施例1中31化SS表面納米坑陣列的邸S圖； 陽03引圖4為實施例1中31化SS表面納米Si〇2點陣的邸S圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，運些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可W對本發明作各種改動或修改，運些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。 陽〇34] 實施例1 陽03引 （1)31化SS表面納米坑陣列的制備：將31化SS于高氯酸、乙二醇的混合液（V:V= 1:15)中，體系溶液溫度為10°C，20V陽極氧化15min，坑徑為50nm。