S自摻雜半導(dǎo)體光熱材料及其在隱形指紋成像方面的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隱形指紋成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料及其在隱形指紋成像方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]由于指紋是每個人獨有的標(biāo)記，因此隱形指紋的可視化及區(qū)別性研究，在司法鑒定和反恐應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。此外，指紋中毒品代謝物的分泌和爆炸品的殘留，為研究特定人群的行為提供了重要信息。時至今日，包括電化學(xué)、光學(xué)斷層相干成像、質(zhì)譜、紅外和拉曼光譜等技術(shù)在內(nèi)的方法，已被成功地應(yīng)用于指紋成像和隱形指紋中違規(guī)毒品及爆炸品殘留物的檢測，但這些技術(shù)面臨的主要問題是不能應(yīng)用于犯罪現(xiàn)場的司法調(diào)查。而包括熒光成像、電場顯微鏡、共焦顯微鏡、色譜法在內(nèi)的基于納米顆粒的光學(xué)成像技術(shù)，雖然具有較高的選擇性和便攜性，但成像質(zhì)量常常受到背景顏色以及自身熒光的干擾，只能在特定顏色的基板上實現(xiàn)隱形指紋的成像。
[0003]能夠?qū)㈦姶鸥Ｉ滢D(zhuǎn)換為熱能的功能材料，S卩光熱功能材料，在光熱成像方面具有重要的潛在應(yīng)用價值，而材料來源豐富的Cu2-xS(Se)納米顆粒以其高而穩(wěn)定的光熱轉(zhuǎn)換效率成為備受青睞的光熱功能材料。探索基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料在光熱成像上的應(yīng)用，引起了人們極大的興趣，但是這種材料并沒有被應(yīng)用于隱形指紋的光熱成像，主要原因是在有機(jī)相中合成的疏水性納米顆粒不適用于結(jié)合指紋。因此，發(fā)展具有合適的表面性質(zhì)和高而穩(wěn)定的光熱轉(zhuǎn)換效率的CU2-XS納米晶，是實現(xiàn)隱形指紋光熱成像的重要前提，這也是本發(fā)明的意義和關(guān)鍵所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為滿足隱形指紋成像的需求，特別設(shè)計了一種具有較高光熱轉(zhuǎn)換效率的Cu2-XS自摻雜半導(dǎo)體材料，可以吸收近紅外甚至遠(yuǎn)紅外光，并將吸收的光能轉(zhuǎn)化為熱能，可以應(yīng)用于隱形指紋的光熱成像。
[0005]本發(fā)明所述的基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料的隱形指紋成像方法，其具體步驟如下:
[0006]a.取有機(jī)相分散的CU2—XS納米顆粒，1 = 0-1，其中012—4納米顆粒含量為8-12!!^，與2-6mg稀丙基硫醇混合并分散在l-2mL氯仿中，攪拌10_60min后加入40_10(^1^濃度為0.5-
1.0mg/mL的AIBN溶液；然后加入8-12mL濃度為1.5-2.0mg/mL的SDS水溶液，冰浴下超聲1-5min后，用365nm的光照射5-20min并在常溫下攪拌過夜，離心純化后分散在l-2mL超純水中即得基于CU2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液；
[0007]b.將指紋樣品在28-35°C老化42-50h后，在指紋區(qū)域內(nèi)加入100-300yL步驟a制得的基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液，常溫下孵化1-60min后移除多余液體；
[0008]c.最后樣品在近紅外光照射下，借助于近紅外成像儀，實現(xiàn)隱形指紋的成像。
[0009]將上述步驟b加入的基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液替換為體積比為1:2-2:1的Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液與CdSeOZnS量子點分散液得到的混合液，Cu2-XS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料與CdSeOZnS量子點的質(zhì)量比為1:2-2:1，可實現(xiàn)含有2，4,6-三硝基甲苯爆炸品殘留物的隱形指紋的檢測與成像。
[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用烯丙基硫醇的聚合作用，對具有較高光熱轉(zhuǎn)換效率的Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體材料的表面進(jìn)行修飾，使其具有兩親性，能夠選擇性地吸附于隱形指紋上，并借助于近紅外光輻射和近紅外成像儀，實現(xiàn)了復(fù)雜背景下隱形指紋地清晰成像。與傳統(tǒng)的熒光成像及新開發(fā)的成像方法相比，本發(fā)明在具有選擇性和便攜性的同時，消除了背景顏色和自身發(fā)光對隱形指紋成像質(zhì)量的干擾，在復(fù)雜背景下的隱形指紋成像中具有明顯優(yōu)勢，可以應(yīng)用于犯罪現(xiàn)場的司法調(diào)查。此外，本發(fā)明中，利用Cu2-xS-CdSe@ZnS的納米復(fù)合材料所構(gòu)筑的一種熒光-光熱雙模態(tài)成像方法，可以在實現(xiàn)指紋形貌成像完整的條件下，成功地檢測到隱形指紋里含有的2，4，6_三硝基甲苯等烈性爆炸品殘留物，為偵察犯罪分子犯罪證據(jù)提供了有力的手段，能夠在司法鑒定和反恐應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。
【附圖說明】
[0011]圖1:實施例1步驟a制得的基于Cu2-XS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料的透射電鏡圖。
[0012]圖2:實施例1中不同取樣得到的隱形指紋的光熱成像圖，a-d所對應(yīng)的取樣源分別為手機(jī)、優(yōu)盤、大理石和透明膠帶。
[0013]圖3:實施例2中從膠帶上取樣含有TNT殘留物的隱形指紋的綠色熒光圖像(a、b、c)和光熱圖像(a!、b1、C1)，a、b、c對應(yīng)的TNT含量分別為Oyg、5.6yg和10.7yg。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]a.取氯仿分散的CU2-xS納米顆粒，X = 0.25，其中Cu2-XS納米顆粒含量為9.6mg，與4.5mg稀丙基硫醇混合并分散在ImL氯仿中，攪拌30min后加入70yL AIBN(0.5mg/mL);然后加入1mL SDS水溶液中(1.8mg/mL)，冰浴下超聲3min后，用365nm的光照射1min并在常溫下攪拌過夜，離心純化后分散在2mL超純水中即得基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液；
[0016]b.將指紋樣品30°C老化48h后，在指紋區(qū)域內(nèi)加入200yL步驟a制得的基于Cu2-XS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液，常溫下孵化3min后移除多余液體。
[0017]c.在近紅外光照射下，借助于近紅外成像儀，實現(xiàn)隱形指紋的成像。
[0018]實施例2
[0019]將實施例1中步驟b加入的基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液替換為體積比為1:1的Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液與CdSeOZnS量子點分散液得到的混合液，Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料與CdSeOZnS量子點的質(zhì)量比為1:1，可實現(xiàn)含有2，4，6-三硝基甲苯爆炸品殘留物的隱形指紋的成像。
【主權(quán)項】
1.一種基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料的隱形指紋成像方法，其特征在于，其具體步驟如下: a.取有機(jī)相分散的Cu2-xS納米顆粒，X= 0-1，其中Cu2-xS納米顆粒含量為8-12mg，與2-6mg稀丙基硫醇混合并分散在l-2mL氯仿中，攪拌10_60min后加入40_10(^1^濃度為0.5-.1.0mg/mL的AIBN溶液；然后加入8-12mL濃度為1.5-2.0mg/mL的SDS水溶液，冰浴下超聲1-5min后，用365nm的光照射5-20min并在常溫下攪拌過夜，離心純化后分散在l-2mL超純水中即得基于CU2-XS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液； b.將指紋樣品在28-35°C老化42-50h后，在指紋區(qū)域內(nèi)加入100-300yL步驟a制得的基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液，常溫下孵化1-60min后移除多余液體； c.最后樣品在近紅外光照射下，借助于近紅外成像儀，實現(xiàn)隱形指紋的成像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料的隱形指紋成像方法，其特征在于，步驟b中加入的基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液替換為體積比為1:2-2:1的Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料分散液與CdSeOZnS量子點分散液得到的混合液，Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料與CdSeOZnS量子點的質(zhì)量比為1:2_2:1，可實現(xiàn)含有2，4，6-三硝基甲苯爆炸品殘留物的隱形指紋的檢測與成像。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體光熱材料的隱形指紋成像方法。本發(fā)明利用烯丙基硫醇的聚合作用，對具有較高光熱轉(zhuǎn)換效率的Cu2-xS自摻雜半導(dǎo)體材料的表面進(jìn)行修飾，使其具有兩親性，能夠選擇性地吸附于隱形指紋上，并借助于近紅外光輻射和近紅外成像儀，實現(xiàn)了復(fù)雜背景下隱形指紋地清晰成像。此外，本發(fā)明利用Cu2-xS-CdSeZnS的納米復(fù)合材料所構(gòu)筑的一種熒光-光熱雙模態(tài)成像方法，可以在實現(xiàn)指紋形貌成像完整的條件下，成功地檢測到隱形指紋里含有的2,4,6-三硝基甲苯等烈性爆炸品殘留物，為偵察犯罪分子犯罪證據(jù)提供了有力的手段，能夠在司法鑒定和反恐應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。
【IPC分類】B82Y30/00, A61B5/1172
【公開號】CN105662425
【申請?zhí)枴緾N201610011374
【發(fā)明人】汪樂余, 崔家斌, 許蘇英
【申請人】北京化工大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月8日