一种微图案石墨烯抗病毒表面及其制备方法

本发明属于抗病毒表面材料制备领域，特别是一种微图案石墨烯抗病毒表面及其制备方法。

背景技术：

1、传统的石墨烯材料制备方法，如机械剥离法和化学气相沉积法等通常步骤复杂且成本高昂，在制备的过程中常常会引入氧化物、氮化物，这些杂质会影响石墨烯的品质和性能。激光直写技术能够精确控制氧化石墨烯的还原程度，使用的激光器具体参数可控(如激光功率、激光频率和扫描速度等)，在微图案加工上有着显著优势。另一方面，从生物相容性的角度来说，可以针对对不同的病毒制备出具有不同微图案、不同还原程度的还原氧化石墨烯，使其抗病毒效果可控。本发明旨在利用激光直写技术针对不同病毒制备具有微图案的特异性抗病毒的还原氧化石墨烯表面。

2、有关石墨烯抗病毒方面的研究，主要集中在利用石墨烯分散液将石墨烯与金属材料或者无机材料相结合，其主要目的是在原有材料的性能基础上复合石墨烯材料的特点，从而得到具有抗病毒能力的结合物。例如中国专利公开号cn114808172b公开的一种石墨烯多功能抗病毒抗菌软体芯片及其制备方法，是将石墨烯材料加入到硅溶胶中进行反应，获得含有石墨烯成分的多功能纳米粒子；将所得多功能纳米粒进行进一步处理，得到具有石墨烯成分的抗病毒抗菌软体芯片；中国专利公开号cn116446105a公开的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布及其制备方法，是通过在制备原料中添加石墨烯量子点作为抗菌剂、吸附剂，克服了传统银离子抗菌剂自身的稳定性差和存在生物安全性隐患的问题。

3、目前石墨烯抗病毒材料都是通过将纳米级石墨烯添加到原有的材料中，如纤维材料、无纺布中，这些方法的优点是能够简化石墨烯制备工艺，提升现有材料的抗菌抗病毒能力；缺点是在掺杂石墨烯的过程中不可避免的要引入其他杂质，一是无法保证石墨烯材料的完整度，石墨烯本身层级状态会遭到一定的破坏，导致复合材料中石墨烯含量不高，要提高石墨烯材料含量又要增加原材料的使用，提升工艺成本；第二个，掺杂过程中很大一部分工艺涉及到分散液的提纯，石墨烯纳米粒子的化学反应，很难保证工艺精度，导致制备的石墨烯材料分布不均匀从而抗病毒效果出现差异。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微图案石墨烯抗病毒表面及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

3、本发明的第一个目的是要提供一种微图案石墨烯抗病毒表面制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将厚度1-30nm的氧化石墨烯薄膜样品放置于激光直写系统的x-y轴位移平台上；

5、s2、控制x-y轴位移平台，固定氧化石墨烯薄膜样品的位置，通过系统控制器调节激光器的参数：激光功率为0-20w，激光频率为1-20k hz，扫描方法为单次扫描模式，扫描速度为100-1000mm/s。

6、优选地，所述氧化石墨烯薄膜样品的厚度为10nm。

7、优选地，所述激光波长为200-1064nm。

8、优选地，所述激光能量密度为300-600mj/cm2。

9、优选地，所述扫描速度为200mm/s。

10、本发明的第二个目的是要提供一种利用上述方法制备的微图案激光还原氧化石墨烯抗病毒表面。

11、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

12、1.本发明利用激光直写还原氧化石墨烯，该方法快速高效，非接触性加工，降低了制备过程中石墨烯材料的损伤，可以实现大面积制备。

13、2.本发明利用激光直写技术能够实现对氧化石墨烯的局部还原，这意味着可以在材料的特定区域实现还原，从而创造出复杂的结构和多功能性器件。

14、3.本发明将石墨烯材料本身的纳米结构与激光直写获得的微米结构相复合，实现抗病毒效果。

15、4.本发明制备的微图案石墨烯抗病毒表面可以针对不同病毒的粘附力与生物特性设计不同微图案，微米图案提高了石墨烯薄膜的表面粗糙度，有助于疏水性的调控。可以有效阻断细菌和病毒在材料表面的吸附，而还原氧化石墨烯在纳米尺度上的物理结构可以有效切割病毒表面并破坏细胞壁和膜结构，导致病毒失活和死亡，实现特异性抗病毒。

技术特征：

1.一种微图案石墨烯抗病毒表面制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的微图案石墨烯抗病毒表面制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯薄膜样品的厚度为1-30nm。

3.根据权利要求1所述的微图案石墨烯抗病毒表面制备方法，其特征在于：所述激光波长为200-1064nm。

4.根据权利要求3所述的微图案石墨烯抗病毒表面制备方法，其特征在于：所述激光能量密度为300-600mj/cm2。

5.一种如权利要求1-4任一所述的方法制备的微图案石墨烯抗病毒表面，其特征在于：所述微图案为周期10-100μm的光栅结构。

技术总结本发明公开了一种微图案石墨烯抗病毒表面及其制备方法，具体步骤如下：准备厚度为1‑30nm的氧化石墨烯薄膜样品，将该样品放置于X‑Y位移平台，通过控制激光直写系统中激光参数及扫描参数，对氧化石墨烯薄膜进行还原并在其表面进行微纳加工，制备出石墨烯纳米结构特征尺寸为1‑400nm、微图案为周期10‑100μm的光栅。与现有技术相比，本发明利用激光直写还原氧化石墨烯，该方法快速、高效，属于非接触性加工、降低了石墨烯材料损伤，可进行大面积制备，该微图案石墨烯抗病毒表面能够实现特异性抗病毒。技术研发人员：王璐,孔繁岳,董莉彤,王作斌,陈玉娟,胡翠华,左斐月,王莹,高嘉雪受保护的技术使用者：长春理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29