【摘 要】
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近来,纳米温度计因其在细胞测温、纳米器件温度监测和生物分子温度跟踪等领域的优势而受到广泛关注。在这些纳米温度计的研究中,镧系掺杂的上转换纳米粒子（UCNPs）作为纳米级温度探针因其能够高分辨率的热读数而受到特别关注,因为UCNPs可以通过镧系离子的中间长寿命能态之间的转换,将能量低的近红外光转换为能量高的可见光,从而表现出无背景的荧光信号来用于光学测温。以往的报告表明,镧系Er3+离子是光学温度传
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近来,纳米温度计因其在细胞测温、纳米器件温度监测和生物分子温度跟踪等领域的优势而受到广泛关注。在这些纳米温度计的研究中,镧系掺杂的上转换纳米粒子（UCNPs）作为纳米级温度探针因其能够高分辨率的热读数而受到特别关注,因为UCNPs可以通过镧系离子的中间长寿命能态之间的转换,将能量低的近红外光转换为能量高的可见光,从而表现出无背景的荧光信号来用于光学测温。以往的报告表明,镧系Er3+离子是光学温度传感的最佳选择之一,因为其热耦合能级~2H11/2和~4S3/2对温度变化有显著的响应差异,这可以产生高分辨率的温度梯度和良好的重现性。另外,由于金属纳米材料具有良好的导热系数和等离子体效应,金属纳米材料与上转换纳米粒子复合可以实更为有效的温度检测。本文设计并制备了核壳结构的上转换纳米晶与金属银的复合材料,研究了复合材料在光学温度检测中的测温性能以及热传导效率。本文主要的研究内容如下:（1）采用经典的溶剂热法合成核壳结构的上转换纳米粒子;通过溶胶凝胶法以柠檬酸钠为还原剂还原硝酸银制备Ag纳米粒子,并通过Stober法以正硅酸乙酯为硅源在碱性环境下实现SiO2壳层的包裹;采用水热法以葡萄糖为碳源制备Ag@C@Ag核壳复合材料,并通过各种表征方法研究其光学性能以及结构性质。（2）利用实验合成核壳结构的上转换纳米材料与Ag@C@Ag纳米材料复合成膜,以Al模板作为基地,研究不同Ag@C@Ag含量的复合膜的测温性能和热传感效率。实验分析表面上转换纳米材料与Ag@C@Ag材料按照比例复合成膜可以提高UCNPs-Ag@C@Ag复合材料的温度响应率,且比单一的UCNPs高264%。（3）在实验合成的核壳结构的上转换纳米材料的基础上,在UCNPs壳外层包裹SiO2壳层,通过静电吸附作用,在SiO2外层吸附银纳米粒子,实现上转换纳米粒子与金属银的复合,形成一种新的复合结构。另外,通过控制SiO2壳层的来调控上转换纳米与金属银的耦合距离,基于表面等离子体效应的局域场增强实现上转换发光的增强,并研究实验构建的复合材料在光学温度检测的检测性能以及测温灵敏度。
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