本发明属于生物功能材料技术领域，具体涉及一种具有生物光电双重功能的复合材料及制备方法与应用。
背景技术
碳纳米管是在一定条件下由大量碳原子聚集在一起形成的同轴空心管状的纳米级材料，它的径向尺寸为纳米数量级,轴向尺寸为微米数量级，属于碳同位素异构体家族中的一个新成员，是理想的一维量子材料通过制备方法及复合性能的提高，以及生物技术和信息产业高速发展、新型材特别是生物光电材料的研发不断加快，该复合材料的应用领域一定会十分广阔。
碳纳米管在力学、电学、光学等方面都具有优良的性能。但是长期以来阻碍碳纳米管应用的一个难题，就是碳纳米管在常见有机溶剂及水中极差的分散性。现有的技术中，已有将壳聚糖与碳纳米管复合的相关报道，但是这种复合材料还存在诸多问题，例如生物相容性达不到预期等。
随着生物技术和信息产业高速发展、新型材特别是生物光电材料的研发不断加快，同时针对上述问题，发明一种具有生物和光电双重功能的复合材料及其制备方法与应用是非常必要的。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种具有生物光电双重功能的复合材料，第二目的在于提供一种具有生物光电双重功能的复合材料的制备方法，第三目的在于提供一种具有生物光电双重功能的复合材料的应用。
本发明的第一目的是这样实现的，所述复合材料包括以下原料：谷类醇溶蛋白1-1000mg/ml，碳纳米管1-10mg/ml，其余为共溶溶剂。
本发明的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：
1）取配方比例的谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂备用；
2）将谷类醇溶蛋白加入共溶溶剂中搅拌至溶液均匀透明，得到醇溶蛋白溶液；
3）接着再取碳纳米管加入步骤（2）得到的醇溶蛋白溶液中搅拌至溶液均匀透明，得到混合溶液；
4）将步骤（3）得到的混合溶液装入静电纺丝或3d打印设备中成形，即可。
本发明的第三目的是这样实现的，所述的具有生物光电双重功能的复合材料在电化学传感器、生物传感器、高性能纤维、药物运输、医学诊断、dna分子测序、基因治疗领域的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的复合材料是一种很有生命力的兼具生物和光电双重功能的新型复合材料，具有制备方法简单、制备速度快、成本低、复合材料生物相容性好、具备光电特性的优点。
2、本发明为碳纳米管在生物医用领域的应用提供了可能性，尤其是电化学传感器、生物传感器及高性能纤维等领域。
3、本发明的谷物醇溶蛋白与碳纳米管组成的复合体系在药物运输、医学诊断、dna分子测序、基因治疗等领域有广泛应用。从微观上理解谷物醇溶蛋白生物分子与碳纳米管的相互作用的能够帮助人们精确控制细胞内部生物分子的运动，为药物运输、纳米传感器、医学诊断的设计和制造提供理论依据。
4、本发明由于复合了谷物醇溶蛋白和碳纳米管，从而具备良好的生物相容性和高电导率以及荧光猝灭效应等。
5、本发明的复合材料得到的谷物醇蛋白质膜和纤维的电导率从10-2-10-4s/m，提升至101-103s/m，同时机械强度也有2-10倍的提升；可以满足生物植入替代和神经电传导的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料，包括以下原料：谷类醇溶蛋白1-1000mg/ml，碳纳米管1-10mg/ml，其余为共溶溶剂。
进一步的，所述的谷类醇溶蛋白为小麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、改性谷类醇溶蛋白中的一种或多种。
进一步的，所述的碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、改性碳纳米管中的一种或多种。
进一步的，所述的共溶溶剂为dmf、dmso、thf、乙醇、丙酮中的一种或多种。
进一步的，特征在于所述复合材料为将谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂混合均匀并通过成型技术制备获得。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）取配方比例的谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂备用；
2）将谷类醇溶蛋白加入共溶溶剂中搅拌至溶液均匀透明，得到醇溶蛋白溶液；
3）接着再取碳纳米管加入步骤（2）得到的醇溶蛋白溶液中搅拌至溶液均匀透明，得到混合溶液；
4）将步骤（3）得到的混合溶液装入静电纺丝或3d打印设备中成形，即可。
进一步的，所述的静电纺丝设备中成形为将混合溶液进行泰勒锥生成，极板电压2-20kv。
进一步的，所述的3d打印设备中成形时满足压电喷印和熔融沉积成型的技术参数即可。
进一步的，所述的搅拌至溶液均匀透明为在常温常压下超声搅拌8～12min使溶液均匀透明。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料在电化学传感器、生物传感器、高性能纤维、药物运输、医学诊断、dna分子测序或基因治疗领域的应用。
实施例1
一种具有生物光电双重功能的复合材料，包括以下原料：谷类醇溶蛋白1mg/ml，碳纳米管1mg/ml，其余为共溶溶剂。所述的谷类醇溶蛋白为小麦醇溶蛋白。所述的碳纳米管为单壁碳纳米管。所述的共溶溶剂为dmf。
一种具有生物光电双重功能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）取配方比例的谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂备用；
2）将谷类醇溶蛋白加入共溶溶剂中搅拌至溶液均匀透明，得到醇溶蛋白溶液；
3）接着再取碳纳米管加入步骤（2）得到的醇溶蛋白溶液中搅拌至溶液均匀透明，得到混合溶液；
4）将步骤（3）得到的混合溶液装入静电纺丝设备中成形，即可。所述的静电纺丝设备中成形为将混合溶液进行泰勒锥生成，极板电压2kv。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料在电化学传感器领域的应用。
本实施例制备的复合材料电导率为101s/m，同时机械强度好；制备工艺简单、制备速度快、成本低、生物相容性好。
实施例2
一种具有生物光电双重功能的复合材料，包括以下原料：谷类醇溶蛋白1000mg/ml，碳纳米管10mg/ml，其余为共溶溶剂。所述的谷类醇溶蛋白为玉米醇溶蛋白。所述的碳纳米管为多壁碳纳米管。所述的共溶溶剂为thf。
一种具有生物光电双重功能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）取配方比例的谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂备用；
2）将谷类醇溶蛋白加入共溶溶剂中搅拌至溶液均匀透明，得到醇溶蛋白溶液；
3）接着再取碳纳米管加入步骤（2）得到的醇溶蛋白溶液中搅拌至溶液均匀透明，得到混合溶液；
4）将步骤（3）得到的混合溶液装入3d打印设备中成形，即可。所述的3d打印设备中成形时满足压电喷印和熔融沉积成型的技术参数即可。所述的搅拌至溶液均匀透明为在常温常压下超声搅拌8min使溶液均匀透明。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料在电化学传感器、生物传感器、高性能纤维、药物运输、医学诊断、dna分子测序或基因治疗领域均可应用。
本实施例制备的复合材料电导率为103s/m，同时机械强度好；制备工艺简单、制备速度快、成本低、生物相容性好。
实施例3
一种具有生物光电双重功能的复合材料，包括以下原料：谷类醇溶蛋白10mg/ml，碳纳米管5mg/ml，其余为共溶溶剂。所述的谷类醇溶蛋白为高粱醇溶蛋白。所述的碳纳米管为改性碳纳米管。所述的共溶溶剂为乙醇。
一种具有生物光电双重功能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）取配方比例的谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂备用；
2）将谷类醇溶蛋白加入共溶溶剂中搅拌至溶液均匀透明，得到醇溶蛋白溶液；
3）接着再取碳纳米管加入步骤（2）得到的醇溶蛋白溶液中搅拌至溶液均匀透明，得到混合溶液；
4）将步骤（3）得到的混合溶液装入静电纺丝设备中成形，即可。所述的静电纺丝设备中成形为将混合溶液进行泰勒锥生成，极板电压20kv。所述的搅拌至溶液均匀透明为在常温常压下超声搅拌12min使溶液均匀透明。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料在电化学传感器、生物传感器、高性能纤维、药物运输、医学诊断、dna分子测序或基因治疗领域均可应用。
本实施例制备的复合材料电导率为102s/m，同时机械强度好；制备工艺简单、制备速度快、成本低、生物相容性好。
实施例4
一种具有生物光电双重功能的复合材料，包括以下原料：谷类醇溶蛋白100mg/ml，碳纳米管2mg/ml，其余为共溶溶剂。所述的谷类醇溶蛋白为改性谷类醇溶蛋白。所述的共溶溶剂为丙酮。
一种具有生物光电双重功能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）取配方比例的谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂备用；
2）将谷类醇溶蛋白加入共溶溶剂中搅拌至溶液均匀透明，得到醇溶蛋白溶液；
3）接着再取碳纳米管加入步骤（2）得到的醇溶蛋白溶液中搅拌至溶液均匀透明，得到混合溶液；
4）将步骤（3）得到的混合溶液装入3d打印设备中成形，即可。所述的搅拌至溶液均匀透明为在常温常压下超声搅拌10min使溶液均匀透明。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料在电化学传感器、生物传感器、高性能纤维、药物运输、医学诊断、dna分子测序或基因治疗领域均可应用。
本实施例制备的复合材料电导率为50s/m，同时机械强度好；制备工艺简单、制备速度快、成本低、生物相容性好。
实施例5
一种具有生物光电双重功能的复合材料，包括以下原料：谷类醇溶蛋白500mg/ml，碳纳米管8mg/ml，其余为共溶溶剂。所述的谷类醇溶蛋白为小麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白。所述的碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管。所述的共溶溶剂为dmf、dmso。
一种具有生物光电双重功能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）取配方比例的谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂备用；
2）将谷类醇溶蛋白加入共溶溶剂中搅拌至溶液均匀透明，得到醇溶蛋白溶液；
3）接着再取碳纳米管加入步骤（2）得到的醇溶蛋白溶液中搅拌至溶液均匀透明，得到混合溶液；
4）将步骤（3）得到的混合溶液装入静电纺丝设备中成形，即可。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料在电化学传感器、生物传感器、高性能纤维、药物运输、医学诊断、dna分子测序或基因治疗领域均可应用。
本实施例制备的复合材料电导率为500s/m，同时机械强度好；制备工艺简单、制备速度快、成本低、生物相容性好。
实施例6
一种具有生物光电双重功能的复合材料，包括以下原料：谷类醇溶蛋白700mg/ml，碳纳米管6mg/ml，其余为共溶溶剂。所述的谷类醇溶蛋白为小麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白。所述的共溶溶剂为dmf、乙醇。
一种具有生物光电双重功能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）取配方比例的谷类醇溶蛋白、碳纳米管、共溶溶剂备用；
2）将谷类醇溶蛋白加入共溶溶剂中搅拌至溶液均匀透明，得到醇溶蛋白溶液；
3）接着再取碳纳米管加入步骤（2）得到的醇溶蛋白溶液中搅拌至溶液均匀透明，得到混合溶液；
4）将步骤（3）得到的混合溶液装入3d打印设备中成形，即可。
本发明所述的具有生物光电双重功能的复合材料在电化学传感器、生物传感器、高性能纤维、药物运输、医学诊断、dna分子测序或基因治疗领域均可应用。
本实施例制备的复合材料电导率为103s/m，同时机械强度好；制备工艺简单、制备速度快、成本低、生物相容性好。