贻贝分泌的足丝粘性蛋白具有极强的粘附性,能帮助贻贝稳定地吸附在潮湿的礁石上并经受海浪的冲刷。受此启发,科学家以多巴胺为单体,通过简单的自聚合反应在各种材质表面形成了仿生聚多巴胺(polydopamine,PDA)薄膜,并证实其高粘附性可与粘性蛋白相媲美。PDA几乎可以在包括超疏水表面在内、所有无机或有机材料表面上形成一层厚度可调、稳定的薄膜。其表面的功能基团能进一步与含有氨基(-NH2)和巯基(-SH)等基团的物质反应,实现表面功能化。PDA的种种优异性质,让其在生物、化学、医药、材料科学和能源等领域得到广泛应用。近年来,无电沉积成为了金属纳米结构和薄膜制造方面的新宠。无电沉积,又称为化学镀或自催化沉积,是一种非电镀型的金属沉积方法,通过可控的氧化还原反应沉积金属。与电化学沉积、化学/物理气相沉积相比,无论基底形貌或电导性如何,都能通过无电沉积实现金属沉积。然而,无电沉积通常需要对衬底进行预处理,引入催化剂(如金属离子或金属),这往往涉及繁琐的操作或是昂贵的仪器/试剂。研究表明:PDA结构中含有大量的酚羟基,具有金属离子螯合能力,同时PDA具有相当的化学还原性,因此可原位催化还原金属离子,制备金属材料。本文以PDA辅助的金属无电沉积为基础,开展了金属图案化与潜指纹显影方面的研究。具体内容如下:1.以PDA薄膜为紫外敏感的催化剂,通过无电沉积,开发了一种简单有效的、适用于各种基底的金属图案化沉积新方法。通过PDA在各种基底上成膜,利用其含有的儿茶酚基团螯合金属离子,催化金属薄膜在基底上进行无电沉积;配合光掩膜紫外曝光后,PDA薄膜被选择性氧化,失去其催化能力,局域金属还原不能发生,从而实现金属薄膜的图案化生长。鉴于该方法具有基底/金属普适性和操作简单等优点,在不同领域有着广泛的应用前景。2.发现了PDA可从聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)表面高效转移至指纹汗渍表面的独特现象,利用这一界面转移现象及随后的金属无电沉积,开发了一种能够同时实现潜指纹显影及转移的新方法。将PDA包覆的PDMS覆盖到潜指纹载体上,撕下PDMS,通过这一简单地覆盖-分离过程,将PDA从PDMS转移到纹脊上,在PDMS上留下一个互补的指纹阴图。利用PDA催化的银无电沉积进行显影,在基底及PDMS上分别显现出潜指纹的阳图与阴图。该法简单高效,适用于大多数非渗透性基底上的新鲜或老化指纹的显影及转移。3.利用PDA对不同基底的吸附力差异和纳米银粒子的等离子共振效应,建立了一种同时实现潜指纹显影、转移和外源物检测的新方法。扫描电镜图、紫外吸收光谱和拉曼检测结果,证实了PDA@纳米银复合结构从PDMS到纹脊的成功地选择性转移。对含有不同浓度罗丹明6g、对氨基苯硫酚的潜指纹进行检测,其灵敏度可达纳克级别。该方法通过纳米银颗粒的等离子体共振效应,使潜指纹显现棕色;利用纳米银颗粒的拉曼增强效应,实现潜指纹中外源物的检测。该方法适用于不同基底上指纹的显现、转移及其中不同外源物的检测,在刑事侦查方面有一定应用意义。