氧化鉬納米結構可控制備及其表面等離子體共振特性研究.pdf

1、局域表面等離子體共振(LSPR)是納米材料表面的電荷在入射光的交變電場的驅動下產生的集體共振，并為納米材料帶來近場增強效應。這種新奇的光電性能被廣泛應用光電器件、生物、化學、醫(yī)療等領域。材料的表面等離子體共振特性主要由其載流子濃度決定，目前研究較為深入的表面等離子體共振材料多為貴金屬和重摻雜半導體，由于載流子濃度的不同，他們的共振區(qū)間分別在可見光、紅外光波段，然而由于固有缺陷和成本問題，這些材料很難在近紅外區(qū)域，即生物窗口(700-12

2、00 nm)產生強烈的等離子體共振，因而限制了其表面等離子體共振特性在生物領域的應用。
　　本論文采用液相激光燒蝕與溶劑熱合成相結合的方法制備了MoO2納米棒、MoO3納米片等多種氧化鉬納米結構，有效調控了氧化鉬納米結構的形貌、微觀結構、晶體結構、成分及價態(tài)，闡明了各氧化鉬納米結構之間的轉變規(guī)律，提出了乙醇以及雙氧水高溫分解產生的氧氣與激光之間的相互作用對于氧化鉬中鉬離子均有還原作用，從而導致了低價態(tài)的Mo4+的產生;而亞穩(wěn)的Mo

3、O2.68納米球隨著燒蝕時間的延長逐漸堆積成氧化鉬方塊，且已填充的氧化鉬方塊逐漸生長出片層狀的正交相MoO3納米結構，當燒蝕時間進一步延長，所有堆積的氧化鉬立方塊都轉變?yōu)榱藢訉佣询B的納米片，即亞穩(wěn)的MoO2.68納米球通過堆疊組合的方式轉變成了高結晶性的正交相MoO3納米片。
　　通過實驗觀察到了合成的MoO2納米結構具有局域表面等離子體共振特性，并結合模擬計算證實了MoO2納米結構確實在近紅外區(qū)域具有非常明顯的LSPR特征吸收峰

4、，峰位在800 nm附近。同時我們首次發(fā)現(xiàn)MoO2納米結構的LSPR峰位對環(huán)境介質和其微觀形貌具有明顯的依賴關系，隨著環(huán)境介質介電常數(shù)增加，MoO2納米棒的LSPR峰位產生800-1010nm的紅移;隨著長寬比減小，MoO2納米結構的LSPR峰位也產生了紅移，這些變化趨勢與理論計算結果相吻合。環(huán)境介質和其微觀形貌對MoO2納米結構LSPR特性的影響規(guī)律，對于調控MoO2納米結構LSPR特性及優(yōu)化LSPR性能具有非常重要的意義。且MoO2

5、納米結構的LSPR峰位剛好與生物窗口相匹配，實驗研究結果為其在生物領域的應用提供了很好的理論基礎。
　　探究了MoO2納米顆粒作為一種光熱治療癌細胞藥劑的光熱升溫性能、生物相容性、光熱殺死癌細胞的能力以及在生物體中的腫瘤抑制效果。研究結果表明MoO2具有優(yōu)異的光熱升溫性能，激光輻照5分鐘升溫可達37.5℃。同時MoO2納米顆粒具有優(yōu)異的光熱穩(wěn)定性和生物相容性，其光熱升溫效應可以有效殺死癌細胞，且MoO2的光熱治療可以有效抑制小鼠腫