【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用响应探针阵列提供纳米材料(例如基于石墨烯的材料)组成信息的方法。
技术介绍
1、“基于石墨烯的材料”(gbm)(例如氧化石墨烯(go))样品含有具有不同横向尺寸、层数、缺陷以及官能化程度和官能化类型的特定分布(profile)的薄片。不同的生产方法导致样品具有不同的分布，从而具有不同的性质(p.ggild,nature,2018,562,502)。
2、轶闻长期以来表明，样品(以同标出售；“石墨烯”、“氧化石墨烯”等)在制造商之间甚至来自同一制造商的不同批次之间变化很大。在一项研究中，分析了来自＞60个商业来源的“石墨烯”的结构，以确定问题的规模。少数主要是单层石墨烯；许多在尺寸、sp2杂化碳％和层数上变化很大。有些甚至含有少于60％的碳(a.p.kauling,a.t.seefeldt,d.p.pisoni,r.c.pradeep,r.bentini,r.v.b.oliveira,k.s.novoselov and a.h.c.neto,advanced materials,2018,30,1803784)。这种重复性的缺乏是实现石墨烯/gbm的前景的障碍。
3、石墨烯的国际标准(iso)正在出台(iso/ts21356-1.nanotechnologies—structural characterization of graphene—part 1:graphene from powders anddispersions,2021)，但是仍然缺乏其他gbm(如go)的标准。“黄金
4、理想的qc方法为决策提供足够的信息，便宜、快速、几乎不需要基础设施，并且易于在技术人员级别执行。考虑到纳米材料粉末处理的安全问题，分散方法是有吸引力的。
5、一些方法正在被考虑，但全部都有问题。动态光散射(dls)粒径分析可用且快速，但不适用于非球形种类，并且在非专业设置中重复性可能是一个问题。气体吸附(bet)补充了详细的表征，但仅限于表面积测量。电化学方法一直在讨论中，但迄今为止进展甚微。
6、本专利技术的某些实施方案的目的是克服与gbm表征和纳米材料表征普遍相关的某些问题，例如以上提到的那些问题。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于提供关于纳米材料(例如基于石墨烯的材料(gbm))的组成的信息的方法，该方法包括：
2、将纳米材料样品的多个部分与多个响应探针接触；
3、在纳米材料存在的情况下测量每个响应探针的性质，以提供多个性质测量结果；和
4、处理多个性质测量结果，以便提供关于纳米材料组成的定性或定量信息。
5、在一个实施方案中，该方法包括：
6、将至少两个纳米材料样品的多个部分与多个响应探针接触；
7、在所述至少两个纳米材料样品存在的情况下，测量每个响应探针的性质以提供多个性质测量结果；和
8、处理多个性质测量结果，以便提供关于所述至少两个纳米材料样品中的至少一个的组成的定性或定量信息。所述至少两个样品可以是至少三个样品(例如，至少四个样品或至少五个样品)。
9、探针
10、通常，当纳米材料(例如gbm)样品的多个部分与多个响应探针接触时，纳米材料样品的每个部分与单一身份(identity)的探针接触。然而，纳米材料(例如gbm)样品的至少一部分可以与多个具有不同身份的响应探针接触，例如纳米材料样品的每个部分可以与多个具有不同身份的响应探针接触。
11、响应探针可以是光谱探针。光谱探针可以是红外(ir)探针、紫外-可见(uv/vis)探针、核磁共振(nmr)探针、拉曼探针、x射线探针或荧光探针。响应探针可以是uv-vis探针。响应探针可以是荧光探针。响应探针可以是电化学探针。
12、在纳米材料(例如gbm)存在的情况下，所使用的响应探针的身份将决定每个响应探针的被测量的性质。基于所用的响应探针，本领域技术人员将理解要测量什么性质。如果使用光谱探针，那么测量的性质将是与那些光谱探针相关的光谱性质。例如，如果响应探针是荧光探针，那么在纳米材料存在的情况下，荧光探针的待测性质将是荧光性质。测量的性质可以是特定波长下的荧光强度。如果响应探针是uv-vis探针，那么在纳米材料存在的情况下，探针的待测性质将是uv-可见范围内的光的吸收和/或发射。所测量的性质可以是在特定波长下吸收或发射的uv-可见光的强度。样品每个部分的测量波长可能不同。这将取决于被测试的探针。对每个部分可以测量多于一个波长。
13、光谱性质，例如荧光或uv/vis，可以通过本领域公知的技术来测量。最近的技术已经出现智能设备被用于测量电磁(例如紫外线)辐射。因此，在纳米材料存在的情况下，响应探针的光谱性质(例如荧光或uv/vis)可以通过智能装置(例如智能手机)的照相机在纳米材料存在的情况下捕获或拍摄响应探针来测量，并处理捕获或拍摄的图像以提供多个性质测量结果。捕获或拍摄的图像可以由雾网络处理。
14、如果响应探针是电化学探针，那么将在纳米材料存在的情况下测量电化学探针的电化学性质。电化学性质(例如电化学电势或电化学阻抗)可以通过本领域公知的技术来测量。
15、所述响应探针中的至少一种可以不与纳米材料形成共价键。可以没有响应探针与纳米材料形成共价键。
16、多个响应探针可以由2个或更多个探针组成。多个响应探针可以由3个或更多个探针组成。多个响应探针可以由4个或更多个探针组成。多个响应探针可以由5个或更多个探针组成。
17、响应探针可以是荧光探针。在响应探针为荧光探针的实施方案中，探针通常包含多个(例如至少3个)芳香环或杂芳香环。探针阵列可以包含两亲探针。探针阵列可以包括包含芳香部分和带电或偶极部分的探针。芳香部分可以包含多个(例如至少3个)稠合的芳香环或杂芳香环，例如芘。带电部分可以是硫酸根、磷酸根、二磷酸根、季铵阳离子、醋酸根或硝酸根。带电部分可以是硫酸根、磷酸根或季铵阳离子。应当理解，在纳米材料(例如gbm)样品的多个部分与具有带电部分的多个响应探针接触之前，所述探针可以是盐的形式。因此，上述带电部分可以与合适的抗衡离子(例如钠或溴抗衡离子)配对。探针可以进一步包含将芳香部分连接到带电或偶极部分的烃间隔基。烃间隔基可以是亚烷基(例如c1-c6-亚烷基)，其在化学上可能的情况下任选被1至4个独立选自卤素、oh和c1-c4-烷基的取代基取代本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提供关于纳米材料的组成的信息的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述多个性质测量结果提供关于纳米材料的组成的定性信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述定性信息是纳米材料与纳米材料的至少一个其他样品的组成的相似程度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述多个性质测量结果提供关于纳米材料的组成的定量信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述定量信息是变量的估计值，通过所述变量的估计值能够确定纳米材料的组成，并且通过确定纳米材料与至少一个具有已知的所述变量值的纳米材料样品的组成的相似程度来提供所述估计值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中主成分分析用于处理所述多个性质测量结果。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个探针由4个或更多个响应探针组成。
8.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个探针由5个或更多个响应探针组成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述响应探针是荧光探针，并且在纳米材料存在的情况
10.根据权利要求9所述的方法，其中探针阵列包含两亲探针。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中探针阵列包括包含芳香部分和带电或偶极部分的探针。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述探针还包含将芳香部分连接到带电或偶极部分的烃间隔基。
13.根据权利要求9所述的方法，其中荧光探针阵列包含至少一种选自以下的探针：
14.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述响应探针是紫外-可见探针，并且在纳米材料存在的情况下，所述响应探针的每一个的性质是在UV-可见范围内的光的吸收和/或发射。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中纳米材料的样品的部分是纳米材料的分散体。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述分散体是水相分散体。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中所述分散体包含缓冲剂。
18.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纳米材料是基于石墨烯的材料。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述基于石墨烯的材料是石墨烯。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述基于石墨烯的材料是氧化石墨烯。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述基于石墨烯的材料是还原氧化石墨烯。
22.一种试剂盒，所述试剂盒包括：
23.根据权利要求22所述的试剂盒，其中所述多种响应探针溶液在选自i)至iv)和/或以下的至少一种特征上不同：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种提供关于纳米材料的组成的信息的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述多个性质测量结果提供关于纳米材料的组成的定性信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述定性信息是纳米材料与纳米材料的至少一个其他样品的组成的相似程度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述多个性质测量结果提供关于纳米材料的组成的定量信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述定量信息是变量的估计值，通过所述变量的估计值能够确定纳米材料的组成，并且通过确定纳米材料与至少一个具有已知的所述变量值的纳米材料样品的组成的相似程度来提供所述估计值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中主成分分析用于处理所述多个性质测量结果。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个探针由4个或更多个响应探针组成。
8.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个探针由5个或更多个响应探针组成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述响应探针是荧光探针，并且在纳米材料存在的情况下，所述响应探针的每一个的性质是荧光。
10.根据权利要求9所述的方法，其中探针阵列包含两亲探针。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中探针阵列包括包含芳香部分...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·詹姆斯·苏尔曼，
申请(专利权)人：伦敦国王学院，
类型：发明
国别省市：
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