近年來，以聚苯胺（PANI）為代表的導(dǎo)電聚合物，因低成本、高穩(wěn)定性和可調(diào)諧性能而引起關(guān)注。PANI/貴金屬復(fù)合材料是PANI研究的重要分支，通過將導(dǎo)電聚合物PANI的特性與銀納米顆粒（AgNPs）的獨特性能相結(jié)合，Ag/PANI復(fù)合材料有望應(yīng)用于超級電容器、氣體檢測、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域。隨著對器件小型化、集成化、便攜化需求的日益增長，幾何特征精細可控的Ag/PANI微納結(jié)構(gòu)的制備變得尤為重要。通常，Ag/PANI復(fù)合材料的制備過程涉及多個步驟，較耗時且費力。噴墨打印作為3D打印技術(shù)之一，可通過快速、可重復(fù)和可擴展的方式沉積獲取PANI圖案層，但制備的微結(jié)構(gòu)尺寸仍在毫米級；飛秒激光直寫技術(shù)具有冷加工、高精度和靈活的3D結(jié)構(gòu)加工能力，卻在大規(guī)模制備微納結(jié)構(gòu)的效率方面具有局限性。因此，亟需發(fā)展靈活、快速的制備技術(shù)來實現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)的圖案化。  

　　中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生智能界面科學(xué)中心有機納米光子學(xué)實驗室研究員鄭美玲團隊報道了可用于制備導(dǎo)電金屬/聚合物圖案的新型光還原聚合方法，在超快激光遠場無掩模投影制備圖案化納米復(fù)合材料研究方面取得了新進展?；诙喙庾游蘸途钟虮砻娴入x子體共振（LSPR）效應(yīng)，該研究采用無掩模光學(xué)投影光刻（MOPL）技術(shù)制備了具有核-殼結(jié)構(gòu)的Ag/PANI納米復(fù)合材料，并在不同的基底上靈活地實現(xiàn)了微納米尺度上納米復(fù)合圖案的個性化設(shè)計和制備。該研究證實了基于Ag/PANI納米復(fù)合材料的方形迷宮狀微觀結(jié)構(gòu)具有表面增強拉曼散射（SERS）效應(yīng)。這一制備策略為傳感器和探測器等微納器件的制造開辟了新途徑。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nano Letters上。  

　　研究團隊前期發(fā)展的MOPL技術(shù)具有快速、靈活和高效的空間調(diào)制優(yōu)勢，可實現(xiàn)納-微-宏跨尺度結(jié)構(gòu)的高效制作。本研究中創(chuàng)新性地提出了利用MOPL技術(shù)制備圖案化Ag/PANI復(fù)合微結(jié)構(gòu)的個性化制備策略（圖1）。結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，科研人員首次在剛性基底或柔性基底上實現(xiàn)了由核-殼納米復(fù)合材料組成的Ag/PANI微納圖案（圖2）。研究發(fā)現(xiàn)，激光功率和曝光時間影響復(fù)合核-殼顆粒的成核和生長，其中團聚圖案中單個核-殼顆粒平均直徑為172nm。通過TEM和EDS表征的核-殼納米復(fù)合材料的形態(tài)和元素分析表明，在400nm激光束的照射下，硝酸銀首先被還原為AgNPs。AgNPs的局域表面電磁場由于LSPR效應(yīng)得以增強，形成了以AgNPs為核、ANI為殼的復(fù)合微納結(jié)構(gòu)。成核和生長機制的研究為探索和控制激光誘導(dǎo)聚合方法中的聚合和納米結(jié)構(gòu)形成提供了指導(dǎo)思路（圖3）。在Ag/PANI微結(jié)構(gòu)基底上的SERS光譜和成像結(jié)果表明，納米復(fù)合微結(jié)構(gòu)可有效地抑制熒光干擾。同時，Ag/PANI納米復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)也被證明具有一定的電導(dǎo)率（圖4）。本工作提出的利用MOPL技術(shù)靈活制備微納米復(fù)合微結(jié)構(gòu)的策略，不僅為導(dǎo)電聚合物的開發(fā)開辟了新途徑，而且為導(dǎo)電聚合物在微納米傳感器和探測器等器件中的廣泛應(yīng)用提供了新思路。 

　　研究工作得到國家重點研發(fā)計劃“納米科技”重點專項、國家自然科學(xué)基金面上項目的支持。   

圖1.Ag/PANI納米復(fù)合材料的無掩模光學(xué)投影制備策略 

圖2.利用MOPL技術(shù)在剛性基底（玻璃、硅）和柔性基底上的Ag/PANI納米復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的SEM圖像 

圖3.Ag/PANI微觀結(jié)構(gòu)的成分分析與Ag/PANI納米復(fù)合材料生長示意圖 

圖4.Ag/PANI納米復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率和SERS性能