銀納米顆粒的化學(xué)還原法制備簡介及其應(yīng)用*

胡 青，吳春芳

(西安工業(yè)大學(xué) 光電工程學(xué)院，西安 710021)

0 引 言

表面等離子激元(Surface Plasmon Polaritions, SPP)是金屬表面自由電子在外來電磁場激發(fā)下，產(chǎn)生集體振蕩，輻射出電磁模，當(dāng)自由電子振蕩的頻率與外來電磁場的頻率相同時(shí)，將會產(chǎn)生共振，即表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)[1]。而在金屬納米顆粒中，這樣的共振被稱為局域表面等離子體共振(LSPR)。貴金屬納米顆粒的LSPR在其共振波長處會產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸收、散射和極強(qiáng)的電磁場[2]，特別是Au、Ag納米顆粒，這使得它們在近場探測[3]、生物傳感[4]、及表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)光譜[5]等方面具有良好的應(yīng)用前景。其中，Ag具有最強(qiáng)的電磁場增強(qiáng)效應(yīng)，根據(jù)形貌和尺寸的不同，其等離子共振頻率可從紫外區(qū)延伸至紅外區(qū)，跨越很寬的頻率波段，從而備受關(guān)注[6]。目前，已形成眾多的方法制備不同形貌的銀納米顆粒，如化學(xué)還原法、模板導(dǎo)向生長法以及光刻加工等方法。本文主要介紹化學(xué)還原法，常用的還原劑有檸檬酸鈉、醇、硼氫化鈉等，在這類反應(yīng)中通常也會加入一些表面活性劑，用來調(diào)控晶粒生長、抑制納米顆粒的團(tuán)聚。本文將對檸檬酸鈉還原法、多元醇法和種子介導(dǎo)生長法這三種常見化學(xué)還原法的合成機(jī)理進(jìn)行介紹，并總結(jié)了不同形貌銀納米顆粒的最新研究成果及其在等離子體研究中的應(yīng)用。

1 銀納米顆粒的制備方法

1.1 檸檬酸鈉還原法

利用檸檬酸鈉作還原劑和銀納米顆粒的穩(wěn)定劑，在沸騰的AgNO3水溶液中加入一定量的檸檬酸鈉溶液，沸騰下機(jī)械攪拌1h后冷卻至室溫，形成銀納米顆粒[7]。但由于檸檬酸鈉弱的還原性，使制得的銀納米顆粒形貌和尺寸通常不均勻。研究[8-9]發(fā)現(xiàn)，檸檬酸根離子可以與帶正電的Ag2+離子形成絡(luò)合物，抑制了生長階段所需的Ag2+4離子的形成，并產(chǎn)生了二次成核，從而對銀納米顆粒的尺寸和形狀分布有很大影響。

之后，在此基礎(chǔ)上通過調(diào)節(jié)反應(yīng)過程中的pH值來控制反應(yīng)速率和顆粒形貌，在高pH值下成核、低pH值下生長制得了分散性較好的球形銀納米顆粒[10]。但當(dāng)溶液pH值高于11.1時(shí)銀離子會發(fā)生水解產(chǎn)生膠體沉淀，而pH值過低時(shí)由于檸檬酸鈉的還原活性較弱，無法調(diào)控納米顆粒的尺寸，因此pH值范圍選取在5.7～11.1。盡管用調(diào)控pH值的方法可使顆粒形貌發(fā)生改變，但所合成的顆粒形貌各異，要制得尺寸可控的納米顆粒也很困難。此方法對單個(gè)納米粒子的研究有用，但不適合對整個(gè)懸浮液的研究。檸檬酸鈉還原法在控制銀納米顆粒的尺寸、形狀等方面仍面臨很大挑戰(zhàn)，這主要是由于當(dāng)前對該法合成銀納米顆粒的機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

近年來，通過引入其它較強(qiáng)還原劑作為協(xié)助可制備形貌可控的銀納米顆粒，大大改進(jìn)了傳統(tǒng)的檸檬酸鈉還原法。Haber等[11]利用檸檬酸三鈉與抗壞血酸的協(xié)同還原作用，在過氧化氫的協(xié)助下成功制備了單分散的銀納米棱鏡，影響銀納米棱鏡形貌的主要因素是抗壞血酸的濃度，隨抗壞血酸濃度升高，銀納米棱鏡的穩(wěn)定性變差，當(dāng)抗壞血酸濃度為0.435～1.74 mmol/L時(shí)可產(chǎn)生最穩(wěn)定的銀納米棱鏡。同時(shí)過氧化氫可防止硼氫化鈉干擾棱鏡的生長，避免溶液過夜老化。Bai等[12]引入對苯二酚作協(xié)同還原劑，在沸騰情況下成功制得了15～150 nm檸檬酸根穩(wěn)定的準(zhǔn)球形銀納米顆粒。引入對苯二酚作協(xié)同還原劑，快速誘導(dǎo)銀離子成核減少了生長階段殘留的銀離子，從而抑制二次成核并加快了銀納米顆粒的生長。檸檬酸鈉作穩(wěn)定劑附著在納米顆粒表面穩(wěn)定形成的銀納米顆粒。檸檬酸鈉還原法在調(diào)控成核、生長條件方面可有效控制納米顆粒的分散性，但在尺寸和形貌的均一控制上仍有待提高，引入較強(qiáng)還原劑作為一種控制銀納米形貌的有效方法，已經(jīng)被廣泛用于制備尺寸和形貌相對均勻的銀納米顆粒。

1.2 多元醇法

將保護(hù)劑和銀離子前驅(qū)物加入到預(yù)加熱的多元醇中，銀離子的還原促使銀納米顆粒的成核和生長，此法被稱為多元醇法。在合成過程中，多元醇(如乙二醇、丙三醇、1，2-丙二醇)既是溶劑又是還原劑，硝酸銀溶液作前驅(qū)物，加入保護(hù)劑，保護(hù)劑的作用是保護(hù)合成的銀納米顆粒不受團(tuán)聚的影響，實(shí)驗(yàn)證明，它能促進(jìn)各種高質(zhì)量納米顆粒的生長[13]。通過控制加入反應(yīng)試劑濃度、保護(hù)劑種類及溫度等，可以實(shí)現(xiàn)對成核和生長以及最終產(chǎn)物的精確控制。

1.2.1 成核和生長機(jī)制

當(dāng)AgNO3通過多元醇還原時(shí)，銀原子聚集形成了原子核，當(dāng)原子核很小時(shí)熱能會使其結(jié)構(gòu)發(fā)生波動，從而在結(jié)構(gòu)表面形成缺陷，隨原子核的增長，它們變得更加穩(wěn)定，形成了3種主要結(jié)構(gòu)：單晶、單孿晶、多孿晶結(jié)構(gòu)[14]。如圖1(A)所示，它們最終會生長成不同形狀的銀納米顆粒。多元醇合成過程中觀察到的最常見的形狀是立方體、右雙錐體和五角線，從圖1(B～I(xiàn))可以看出，盡管根據(jù)特定反應(yīng)條件，這些種子也有可能形成其它形態(tài)[14-15]。

圖1 多元醇法合成不同形貌的銀納米顆粒及生長過程示意圖[16]

1.2.2 配體氧化刻蝕

不同的銀種結(jié)構(gòu)(單晶、單孿晶和多孿晶種)對氧化刻蝕有不同的敏感性，在反應(yīng)過程中加入一些少量鹵素離子或有機(jī)配體，可以迫使反應(yīng)沿著圖1(A)所示的3條途徑之一進(jìn)行。鹵素離子(如Cl-、Br-)被引入并于空氣中的氧氣結(jié)合，提供了足夠的氧化刻蝕來影響不同銀種結(jié)構(gòu)的相對比例。由于在缺陷部位更容易發(fā)生氧化，使得單孿晶和多孿晶種子比單晶種子更容易被氧化刻蝕[15-16]。在Cl-/O2存在下得到了四面體銀納米顆粒，這種刻蝕促成了單分散的單晶種子的高產(chǎn)量，而Br-氧化刻蝕下形成一個(gè)由右雙錐體主導(dǎo)的產(chǎn)物[17]。另外，Cl-、Br-可與銀離子反應(yīng)形成膠體沉淀，降低了溶液中游離銀離子的濃度，使合成過程保持溶解平衡，促進(jìn)形貌可控的銀納米顆粒的形成[18]。實(shí)驗(yàn)[19-20]表明，引入其它金屬離子(如Cu2+、Fe3+等)也會影響銀納米顆粒的形貌，Cu2+和Fe3+作用類似，可消耗吸附在銀納米顆粒表面上的氧原子，從而抑制溶液中氧對其{111}晶面的氧化刻蝕，促進(jìn)銀納米線的生長。但Cu2+去氧能力強(qiáng)于Fe3+的，生成的銀納米線長度較長且均勻。

1.2.3 保護(hù)劑

保護(hù)劑的選擇也是形成具有特定形狀的納米顆粒的關(guān)鍵。銀納米顆粒的多元醇合成大多采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作保護(hù)劑，主要是由于PVP與銀納米顆粒的{100}晶面結(jié)合更強(qiáng)，使其沿{100}晶面擇優(yōu)生長[21]。PVP對{100}晶面的穩(wěn)定吸附會影響銀納米顆粒的生長過程。研究[22-23]表明，通過改變反應(yīng)中PVP的濃度能調(diào)控銀納米顆粒的形貌。低濃度PVP下生成了一些規(guī)則形貌(如立方八面體或八面體等)的銀納米顆粒，高濃度PVP導(dǎo)致了種子表面的各向同性覆蓋，形成了立方形銀納米粒子。Liang等[24]用PVP作保護(hù)劑，聚乙二醇(PEG600)作溶劑和還原劑，PVP與AgNO3重復(fù)單元的摩爾比為8時(shí)，成功制得了平均粒徑為54nm的均勻銀納米球。另外，研究[25-26]證實(shí)了不同PVP分子量對納米顆粒形貌調(diào)控的作用。發(fā)現(xiàn)PVP分子量較大(1300 000)時(shí)，長鏈的PVP在納米顆粒表面提供空間穩(wěn)定性，抑制其聚集，有利于棒狀或線狀銀顆粒的生長，而PVP分子量較小(30 000和40 000)時(shí)，PVP對{100}晶面的吸附性強(qiáng)，粒子之間易發(fā)生團(tuán)聚，生成了各種不規(guī)則形貌(球狀、片狀等)的銀納米顆粒。

1.2.4 溫 度

通過改變反應(yīng)溫度，也能調(diào)節(jié)銀納米顆粒的形貌尺寸。Coskun等[27]用乙二醇作還原劑，PVP作保護(hù)劑，隨反應(yīng)溫度的升高，當(dāng)合成銀納米線的最佳生長溫度為170℃時(shí)，成功制備了尺寸分布均勻的銀納米線。微小的溫差可以決定反應(yīng)的成敗，因此溫度的精確控制有助于制備形貌尺寸均一的銀納米顆粒。

另外，高溫也是乙二醇轉(zhuǎn)化為乙醇醛的關(guān)鍵。在乙二醇體系的還原機(jī)理中，乙二醇在高溫下還原銀離子前驅(qū)物，研究發(fā)現(xiàn)主要的還原劑是乙醇醛，乙醇醛是一種比乙二醇更強(qiáng)的還原劑，被認(rèn)為是金屬前驅(qū)物還原的主要原因[15-16,28]。乙醇醛產(chǎn)生的必要條件是反應(yīng)過程需有氧氣和反應(yīng)溫度的作用。其產(chǎn)生機(jī)理可通過兩個(gè)方面證實(shí)：一方面，乙醇醛被氧化為中間產(chǎn)物乙二醛雙-2，4-二硝基苯腙，利用分光光度計(jì)測量其吸收峰位置，發(fā)現(xiàn)乙二醇在氧氣存在下150℃加熱時(shí)，主要生成了乙醇醛。另一方面，乙醇醛是通過氧氣氧化產(chǎn)生的，無氧條件下完全抑制了乙醇醛的產(chǎn)生。而且隨乙二醇加熱到160 ℃時(shí)，乙醇醛的量顯著增加，進(jìn)而增加了銀離子的還原數(shù)量。因此，產(chǎn)生乙醇醛的量和還原速率與反應(yīng)溫度密切相關(guān)，這種依賴關(guān)系對多元醇體系的還原動力學(xué)以及產(chǎn)物的形貌有很大的影響。多元醇還原法是目前制備不同形貌銀納米顆粒的可靠方法，但對于銀納米顆粒的形成機(jī)理仍有待進(jìn)一步研究，另外制備過程中PVP的吸附及其趨向生長機(jī)制也需深入探究。

1.3 種子介導(dǎo)生長法

種子介導(dǎo)生長法是使用預(yù)制納米晶作為進(jìn)一步生長的種子。在這種合成中，晶體的成核和生長步驟是分步進(jìn)行的，從而對納米顆粒的尺寸、形貌、縱橫比有更精確的控制[29]。第一步是要制備小粒徑的晶種；第二步是將晶種溶入有前驅(qū)物、還原劑以及表面活性劑的溶液中，使其生長成不同形貌的納米顆粒，通過改變前驅(qū)物和種子之間的比例能夠很好地控制納米顆粒的尺寸。

種子介導(dǎo)的合成分為兩類：均相生長和異相生長。如果所用種子與沉積在其表面的原子具有相同的金屬，則是均相過程，例如在銀種上生長銀顆粒[16,30]。若不同，則為異相生長。由于晶體的習(xí)性取決于不同晶面的生長速度，納米顆粒的最終形狀可能會偏離初始晶種的形狀。

在種子介導(dǎo)合成中有一些成功的尺寸控制的報(bào)道。Wang等[31]用球形和立方體的銀晶種通過均相生長法合成了尺寸在100 nm以下的銀八面體。首先，采用多元醇法分別用二甘醇和乙二醇作還原劑制備了粒徑為16～45 nm的立方體和球形銀種。引入CF3COOAg、抗壞血酸和檸檬酸鈉分別作前驅(qū)物、還原劑和保護(hù)劑加入到預(yù)合成的銀種中，制備了尺寸可調(diào)的銀八面體。成功合成尺寸可控、純度高的銀八面體的關(guān)鍵因素有：一要使用尺寸精確、純度高的銀種；二是利用檸檬酸鈉優(yōu)先結(jié)合銀的{111}晶面，生成銀八面體。圖2中，Zhuo等[32]運(yùn)用異相生長法用金雙錐作種子，在AgNO3和抗壞血酸存在下，合成了長徑比可調(diào)的銀納米棒。一方面，通過合理選擇不同尺寸的金雙錐，棒狀直徑可粗略地從～20 nm調(diào)整到～50 nm，另一方面，在生長過程中，改變前驅(qū)物AgNO3的量，棒狀長度可從～150 nm調(diào)整到～550 nm。另外，銀納米粒子表面的氧化刻蝕也影響到銀棒長度。其研究[32]發(fā)現(xiàn)，金雙錐對銀納米棒的等離子體性質(zhì)的影響可忽略不計(jì)，因此，金雙錐上定向生長的銀納米棒在等離子體上可視為純銀納米棒。制得的銀納米棒具有高縱橫比、高純度和高維均勻性的優(yōu)點(diǎn)，能觀察到膠狀懸浮液中分離良好的多極等離子體共振峰。

圖2 金雙錐上各向異性銀的過度生長示意圖(a)及不同尺寸的金雙錐和其對應(yīng)的銀納米棒TEM圖(b～d、e～g)[32]

該法不僅可以對納米顆粒的大小或縱橫比進(jìn)行操作，也可通過操縱不同晶面的生長速度來獲得新的形狀。Zeng等[33]的實(shí)驗(yàn)證明，銀納米顆粒中特定表面的生長速率依賴于保護(hù)劑，用單晶銀納米球作種子，抗壞血酸和AgNO3作還原劑和前驅(qū)物，加入檸檬酸鈉和PVP作保護(hù)劑可得到銀八面體和銀立方體。理論[33]發(fā)現(xiàn)，PVP與銀{100}晶面的結(jié)合更強(qiáng)，沿{100}晶面定向生長形成了納米立方體。相反，檸檬酸鈉與銀{111}晶面的結(jié)合比銀{100}晶面更強(qiáng)，從而減慢其生長速度，得到銀八面體納米顆粒。因此，通過在反應(yīng)體系中加入一種具有較強(qiáng)結(jié)合能力的保護(hù)劑，利用其不同晶面的結(jié)合強(qiáng)度可控制銀納米顆粒的形狀。

目前種子介導(dǎo)生長法可精確控制銀納米顆粒的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)，從而可以在提高納米顆粒的形狀穩(wěn)定性、調(diào)控局域表面等離子體共振、精確控制納米顆粒的尺寸等方面進(jìn)行深入研究。但從前驅(qū)物到原子的轉(zhuǎn)換機(jī)制有待進(jìn)一步研究。雖然保護(hù)劑被成功地用于設(shè)計(jì)和控制納米顆粒的形狀，但仍需要從定量的角度來理解保護(hù)劑的作用。

2 不同形貌銀納米顆粒的應(yīng)用

2.1 表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)基底

SERS是利用金屬納米顆粒的局域場增強(qiáng)效應(yīng)來放大較弱的拉曼散射信號，從拉曼信號中能得到所測物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、成分等[34]。銀納米顆粒具有最高的局域場增強(qiáng)，展現(xiàn)出寬和強(qiáng)的等離子激元共振以及強(qiáng)的SERS效應(yīng)，因而銀納米顆?？勺鳛楦咝У腟ERS基底。Cho等[35]制得了超高密度的銀納米團(tuán)簇陣列，將硝酸銀加入到聚4-乙烯基吡啶膠束核中，通過化學(xué)反應(yīng)還原成銀納米團(tuán)簇。制得的間隙距離為8 nm的銀納米團(tuán)簇顯示出高達(dá)108的SERS增強(qiáng)因子，能檢測到單個(gè)分子，這是由于銀顆粒間存在強(qiáng)的等離激元耦合作用, 耦合強(qiáng)度隨納米顆粒間的間隙減小而增強(qiáng)，且銀納米團(tuán)簇在大范圍內(nèi)具有相對均勻的間隙和尺寸。Liu等[36]在氣液界面輔助自組裝下成功制備了具有良好層間間距的均勻三維銀納米棒基底，如圖3所示。層間等離子耦合對SERS增強(qiáng)有很大作用，層數(shù)和激發(fā)波長都會影響三維銀納米棒基底的SERS性能，最佳層數(shù)略高于4層時(shí)SERS強(qiáng)度達(dá)到最大，波長為532 nm和633 nm的激發(fā)效率高于785 nm的。因此SERS強(qiáng)度達(dá)到飽和的原因是光在三維銀納米棒基底的穿透深度有限，此時(shí)的透光率為0%。三位銀納米棒基底由于層間等離子耦合展現(xiàn)出更高的SERS增強(qiáng)均勻性和重現(xiàn)性。

圖3 用于SERS檢測的三維銀納米棒基底的逐層組裝示意圖[36]

銀納米顆粒作為SERS基底具有寬的線性響應(yīng)范圍和良好的檢測靈敏度，已被廣泛應(yīng)用在常規(guī)分析技術(shù)中[37]。優(yōu)化后的三維銀納米棒基底對三聚氰胺的SERS檢測極限可達(dá)10-10～10-5mol/L，檢測靈敏度提高了約4倍，尿素的檢測極限為5×10-5mol/L，靈敏度提高了13倍左右，在分子檢測方面有巨大的應(yīng)用前景。

2.2 催化性能

銀納米顆粒的尺寸越小比表面積越大催化活性越好。銀納米顆粒作為催化劑廣泛應(yīng)用在化學(xué)催化反應(yīng)中，尤其作為光催化反應(yīng)的活性組分[38]。在氧化鋅、二氧化鈦及二氧化硅等載體上沉積銀納米顆粒，形成的復(fù)合物顯示出更高的催化活性。Choi等[39]合成了Ag/TiO2納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖4所示。通過在Ag/TiO2懸浮液中加入硫氰酸根，可使氫的光催化產(chǎn)率提高約4倍。原因是硫氰酸根在銀顆粒上形成的表面絡(luò)合物提高了界面電子轉(zhuǎn)移速率，促進(jìn)質(zhì)子在Ag/TiO2上被光還原成氫分子。Claudia等[40]用多元醇法制得了超小型核殼銀納米粒子，粒子表面分別覆蓋聚丙烯酸、谷胱甘肽、牛血清白蛋白作殼層，聚丙烯酸在4-硝基酚還原為4-氨基酚的反應(yīng)中顯示出最高的催化活性，同時(shí)銀納米顆粒的粒徑越小催化性能越好。另外，發(fā)現(xiàn)銀納米顆粒的催化活性與其表面狀態(tài)有關(guān)，聚丙烯酸作保護(hù)劑，羧酸根對銀顆粒表面具有較高的配位能力，因此聚丙烯酸能有效地控制銀顆粒的尺寸，防止顆粒之間的聚集，而且聚合物鏈上不協(xié)調(diào)的羧酸根為顆粒提供了良好的分散性以及方便生物分子附著的共軛位點(diǎn)[41]。目前銀催化劑在光催化和化學(xué)反應(yīng)中已經(jīng)得到了廣泛的研究，但關(guān)于銀催化劑對乙烯環(huán)氧化反應(yīng)體系的一些關(guān)鍵問題尚未解決，尤其是銀催化劑的選擇性優(yōu)化、促進(jìn)劑的作用、反應(yīng)機(jī)理等仍需深入研究，以便于更大規(guī)模地控制環(huán)氧乙烷的產(chǎn)量。

圖4 TiO2表面銀-硫氰酸根官能團(tuán)介導(dǎo)的光催化產(chǎn)氫示意圖[39]

2.3 抗菌性能

銀納米顆粒由于其較大的比表面積且易與微生物密切接觸，具有顯著的抗菌活性。其抗菌機(jī)制主要是銀納米顆粒使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，特別是改變膜的滲透性，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)損壞DNA的結(jié)構(gòu)抑制其復(fù)制，最終導(dǎo)致細(xì)菌失活[42]。Xiong等[43]利用茉莉花提取液還原合成了均勻銀納米球，該銀納米球?qū)Υ竽c桿菌和金色葡萄球菌均有較好的抑制作用，同時(shí)發(fā)現(xiàn)銀納米球粒徑為20～30 nm時(shí)其濃度越高，抑菌效果就越明顯。銀納米顆粒的抗菌性不僅與尺寸有關(guān)，也受銀濃度影響[42]。提高銀納米顆粒的濃度使進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的銀顆粒明顯增加，大大增強(qiáng)了其抗菌性。Biao等[44]采用殼聚糖還原制得了球形和三角狀銀納米顆粒，結(jié)果表明合成的球形銀納米顆粒對細(xì)菌和真菌均有較高抗菌活性，這是由于殼聚糖的伯胺基和酰胺基與銀納米顆粒表面具有較強(qiáng)的相互作用。

具有抗菌作用的銀納米顆粒已被廣泛地應(yīng)用在醫(yī)療、纖維、織物、涂料等方面[45]。新型復(fù)合海綿敷料(明膠/殼聚糖/銀納米顆粒)具有良好的吸水性和保水性，使傷口在干凈、無菌的環(huán)境中不會被感染，是一種促進(jìn)傷口愈合的抗菌傷口敷料[46]。另外，棉纖維與銀納米顆粒的結(jié)合表現(xiàn)出較好的抗菌活性，使得抗菌棉纖維在醫(yī)用紡織品方面得到了廣泛應(yīng)用[47]。銀納米顆粒作抗菌涂料，可以涂覆到各種材料的表面，可有效抑制和殺滅環(huán)境中的有害微生物。國內(nèi)外銀納米顆?？咕牧习l(fā)展迅速，其還可以在大氣污染和水污染、食品包裝等領(lǐng)域得到應(yīng)用。盡管銀納米顆?？咕Ч@著，但抗菌過程中殘留的反應(yīng)物以及產(chǎn)生的副產(chǎn)物會對人體和動物有較大危害，當(dāng)銀在人體內(nèi)蓄積到較高濃度時(shí)會產(chǎn)生細(xì)胞毒性且伴有并發(fā)癥[48]。因此銀納米顆粒的使用劑量和應(yīng)用范圍備受關(guān)注，如何在保證抗菌性能的同時(shí)降低細(xì)胞毒性是目前需要面臨的挑戰(zhàn)。此外對銀納米顆粒抗菌機(jī)理的研究還不全面，還有許多問題需要深入研究和闡明。

除以上介紹的幾種應(yīng)用，銀納米顆粒還在波導(dǎo)[49]、納米天線[50]、分子檢測技術(shù)[51]等領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。銀納米顆粒的局域表面等離子體共振耦合效應(yīng)可提高光電器件的效率和性能，其還在光電器件中展現(xiàn)出散射偏振效應(yīng)、表面熒光等特性，因而得到了人們的廣泛關(guān)注。但對于銀納米顆粒的形貌、大小及耦合強(qiáng)度等方面要求高，目前在光電器件中的研究還很有限，實(shí)際的應(yīng)用還需不斷探索。

3 結(jié) 語

近年來，隨著化學(xué)還原法制備銀納米顆粒的研究不斷完善，檸檬酸鈉還原法、多元醇法以及種子介導(dǎo)生長法制備的銀納米顆粒(如球狀、棒狀等)具有精確控制的尺寸和較好的均勻性，可以產(chǎn)生較大的局域場增強(qiáng)，且合成方法較易實(shí)現(xiàn)，能滿足實(shí)驗(yàn)需求。但由于銀納米顆粒制備所需的溶劑濃度一般是毫摩爾濃度，對反應(yīng)溶劑的用量和環(huán)境等條件要求嚴(yán)格，目前尚沒有一種方法是提供大批量制備粒徑均勻可控大小銀納米顆粒的，限制了其應(yīng)用范圍。因此，迫切需要開發(fā)簡單、經(jīng)濟(jì)的方法來控制銀納米顆粒的形貌尺寸，產(chǎn)生大面積均勻的粒徑分布。

銀納米顆粒具有很強(qiáng)的光學(xué)響應(yīng)和較低的成本，已被廣泛應(yīng)用在SERS基底、催化劑、殺菌等領(lǐng)域，而且銀納米顆粒具有聚焦和操縱光的能力，使其成為等離子體共振研究及應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)。銀納米顆粒作為SERS基底在檢測分析物中起到關(guān)鍵作用，研發(fā)更加穩(wěn)定、強(qiáng)度大的SERS基底受到越來越多科學(xué)家的關(guān)注。另外，銀納米顆粒的抗菌過程受形貌、尺寸、濃度等相關(guān)因素的影響，多種影響因素共同決定抗菌效果，目前在銀納米顆粒的制備過程中尚沒有得到單一的影響因素對其抗菌性能的影響，減小甚至消除相關(guān)因素的影響仍面臨很大的困難。因此對于銀納米顆粒的形貌、尺寸、濃度、保護(hù)劑等因素的探討研究將有助于其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。形貌可控銀納米顆粒的合成是實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵，因此未來銀納米顆粒的可控制備及應(yīng)用將會成為持續(xù)的熱點(diǎn)，隨著人們對銀納米顆粒性能的不斷深入探索，納米銀將廣泛應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)用、日用等領(lǐng)域。