开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）一.研究背景与研究现状
1.1研究背景
掌握可控纳米晶体的生长方法,是控制其性质的重要手段,进而拓宽其应用领域。纳米材料由于表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应等基本效应产生完全不同于体材料的物理和化学特性1。各向异性贵金属纳米粒子（NMNP）最近由于它们独特的光学电子属性和催化作用而变得重要。不同于其同类产品，它们光学电子属性很大程度上取决于它们的大小和形状。因此目前控制-NMNP的大小和形状是最重要且具有挑战性的任务。在过去的二十年中，对各向异性NMNP的探索及其性质已成功应用于各种领域，例如治疗，检测和诊断，生物标记，药物输送，化学和生物传感，成像，非线性光学，光伏和催化等。贵金属（尤其Au和Ag）纳米结构表面等离激元共振（SPR）光学效应已引起物理、材料、能源、生物医学等领域的广泛关注,其SPR峰位和强度对结构尺寸、形貌、介质环境、组装模式等高度敏感,且可调范围广。在众多贵金属纳米结构中,相比于已经广泛研究的Au纳米棒和Ag纳米线,Ag纳米棒和Au纳米线的研究相对较少。部分实验研究和理论模拟结果表明Ag纳米棒具有比Au纳米棒更加优越的SPR性质和表面增强拉曼散射（SERS）效应,在纳米电子、生物器件、生命科学、光电传感等方面有着潜在的应用。
1.2研究现状
金属纳米粒子的非线性光学（NLO）特性在很大程度上取决于其尺寸和形状。金属金纳米棒已经被广泛研究，但是其他贵金属也可以用于纳米棒制造，以用于光子学。 发现银纳米棒（AgNRs）具有可控的局部表面等离子体共振的合成和NLO表征。已经在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为封端剂的情况下，基于自发粒子生长技术，实现了一种原始的，一步一步的无种子合成方法2。此外，通过各种还原剂如NaBH43，对苯二酚等各种弱还原剂制备Ag纳米晶核。通过在对苯二酚还原中进行一步式热生长，即可获得直径稳定在15-150nm范围内的柠檬酸盐稳定的银纳米颗粒。对苯二酚（HQ）仅在预先形成的金属种子存在下才能快速还原Au或Ag前体室温下没有稳定作用，因此吸引了柠檬酸盐稳定的球形Ag或Au纳米颗粒（NPs）的可控合成4。在这项工作中，我们检查了传统的室温下，在NaBH4还原的Ag种子存在下，通过对苯二酚还原可以稳定柠檬酸盐稳定的AgNPs。通过对照实验和电子显微镜分析，不同于金纳米粒子，我们发现该生长过程基本上处于动力学控制。结果，最终的AgNPs包含大量动力学上受支持的板状纳米结构。进一步的评估实验发现，在升高的温度下HQ的选择性还原性仍保持。
现今，高纵横比的Ag纳米棒的合成有较大的局限性，常规合成的纳米棒无法做到在制备纳米棒的同时保证其较高的纵横比，另外由于依赖纳米粒子的自身聚合，制备出的纳米棒纯度也是困扰合成的一个阻碍。受此启发，我们开发了一种热晶种方法，用于稳定柠檬酸盐稳定的银通过简单地改变Ag种子的量即可15-150nm范围内调整直径的NP，而无需以前必需的多周期增长或多参数调整。据此我们可以制备纯度较高的高纵横比Ag纳米棒使其紫外吸收峰红移。由于高纵横比的Ag纳米棒有着较高的紫外吸收（目前可达1200以上），现在常规纳米靶向给药通常在1000nm以下进行监测，通过使用高纵横比的Ag纳米棒，来提高Ag纳米棒/线的紫外吸光度值，进而提高体内监测的灵敏度，在较低浓度下得到更加全面的监测效果。这种制备的高纵横比的Ag纳米棒由于其紫外吸收峰红移，达到近红外2区，因此具有较高的组织穿透深度和较低的自发荧光，由于近红外2区荧光具有较小的散射,且组织在该波段自发荧光非常弱,所以穿透力强5,给深层组织成像提供了必要条件6。现在在荧光探针和生物成像有着广泛的应用7。
- 研究手段
纳米级金属的物理和光物理性质受纳米粒子形状的影响，对于确定的纳米棒和纳米线，它们的光学和电子特性是理想的。因此，在临床诊断、药物递送等方面被广泛地应用。常见的研究对象为金纳米粒子，考虑到Au与Ag有着相似的性质，我们尝试对Ag进行相似的实验考查。我们可以利用纳米材料的光学性质对体内特定的病理情况进行监测，我们准备通过增加银纳米棒的纵横比来提高Ag纳米棒/线的紫外吸光度值，进而提高体内监测的灵敏度，在较低浓度下得到更加全面的监测效果。在常规制备银纳米颗粒时，通过化学还原方法制备银纳米颗粒通常会产生各种尺寸和形态。因此，通过先一步化学还原银盐8（在柠檬酸三钠存在下用NaBH4对AgNO3进行化学还原以稳定纳米颗粒，制备了平均直径为4nm的Ag晶核）9，然后用抗坏血酸代替NaBH4还原AgNO3，加入制备好的Ag晶核，在弱碱性条件下反应促进溶液中银纳米棒/线的生长。在此过程中，溶液颜色会随着加入晶核量的减少发生变化，从红色到棕色到绿色。值得注意的是，银的晶核浓度和碱浓度是制备更大的纵横比纳米材料的关键，通过控制浓度变化可以很容易的得到不同纵横比的银纳米棒。另外，反应时间，溶液的均一性和温度都会对实验结果产生影响，通过延长反应时间，尤其是对低浓度Ag晶核溶液反应体系有着更明显的作用。另外，合理的调节反应温度是使反应能够顺利进行的关键，通常反应体系需要在30度以上进行，保证溶液不结晶析出，维持一个稳定的、均一的环境。通过控制这些条件的变化，我们可以得到高纵横比银纳米棒。在实验中，银棒的平均纵横比随着种子浓度的降低而增加，纳米棒会进一步红移。因此，通过常见的紫外仪器对合成的Ag纳米材料进行测量，我们可以确定是否制备了高纵横比的银纳米棒。其中，较为常见的检测手段有紫外可见分光光度法、TEM等，通过拟合曲线，可以较为直观的获得详细的紫外数据，知道是否制得合格的Ag纳米棒。
- 参考文献
【1】徐海英.一维Au、Ag纳米结构的合成及其等离激元特性研究[D].2017.
【2】Ngo H M,Luong T T,Ledoux-Rak I.Surface area-dependent second harmonic generation from silver nanorods[J].Phys.chem.chem.phys,2016, 18(33):23215-23219.
【3】Wu. Wei. Inorganic Nanomaterials for Printed Electronics: A Review[J]. Nanoscale, 2017,9(22):7342-7372.
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