[發(fā)明專利]一種單根納米線或納米管的超聲操控方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210556303.2
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103030108A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 胡俊輝;李寧;李華清;周玉杰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82Y5/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

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技術領域

本發(fā)明屬于納米制造和生物醫(yī)學領域，主要涉及利用超聲實現(xiàn)納米物質的捕捉、移動、釋放和等位等操控。

背景技術

納米尺度物質是制造微電子器件、光學器件、微/納作動器和換能器的基礎。納米尺度物質的捕捉、移動、釋放和定位是一種重要而且很有發(fā)展前景的新技術，在納米制造領域等都有著廣泛的應用。納米尺度物質由于較大的比表面積，其操控如捕捉、移動、釋放和定向等是一項難度較大的工作。國內(nèi)外很多機構、科研工作者在此領域進行了很多研究，已有的納米尺度物質操控方法包括激光鉗、原子力探針、電泳和磁性作動器等。但是這些現(xiàn)存的方法存在許多不足，例如光學方法產(chǎn)生的熱量可能對被操控的生物樣品產(chǎn)生損害，原子力探針方法結構復雜成本很高，電泳和方法難以對單個納米物體進行操縱，磁性作動器方法對被操控樣品的材料有選擇性。納米制造和生物醫(yī)學領域對能克服上述問題的納米操控技術存在著巨大的需求。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供了一種單根納米線或納米管的超聲操控方法及其裝置，具有結構接單、便于操作、對生物樣品無損害、對樣品的材料無選擇性等優(yōu)點。

技術方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種單根納米線或納米管的超聲操控方法，包括以下步驟：a、利用超聲換能器對微針進行勵振，從而使一端浸沒于含有納米線或納米管的懸濁液的微針產(chǎn)生聲學渦流，進而沿著微針振動方向吸引納米線或納米管，并將被捕捉的納米線或納米管壓在微針的端部表面；被捕捉的納米線或納米管與微針的振動方向垂直；b、移動微針，從而使吸附在微針端部表面上的納米線或納米管隨著微針移動到指定位置；?c、關閉超聲換能器停止勵振，被捕捉的納米線或納米管從微針上釋放，從而完成對單根納米線或納米管的操控。

本發(fā)明的另一目的是提供基于上述操控方法的納米線或納米管超聲操控裝置，它包括超聲換能器、微針和載有納米線或納米管懸濁液薄膜的基板，所述微針一端與超聲換能器連接，并受超聲換能器的勵振，另一端浸沒在基板上的懸濁液中。

作為優(yōu)選，所述超聲換能器和微針之間通過超聲針連接，該超聲針為直徑均勻的不銹鋼針，而所述微針采用等直徑圓柱體狀的玻璃纖維制成。

作為優(yōu)選，所述微針浸沒在懸濁液中的一端直徑均勻。

作為優(yōu)選，所述基板采用硅片制成。

作為優(yōu)選，所述微針浸沒在懸濁液薄膜中的一端與基板的距離為10μm，。

作為優(yōu)選，所述超聲針的長度為5～300mm，直徑為0.01～10mm；所述微針的長度為0.1～30mm，直徑為0.0001～100μm。

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：1.實現(xiàn)對納米線和納米管的捕捉、移動和釋放方法，且具有結構簡單、便于操作、對生物樣品無損害、對于樣品的材料無選擇性等的優(yōu)點。2.由于所述微針浸沒在懸濁液中的一端直徑均勻，因此能夠得到操控所需的聲學渦流，振動平行方向為向著微針聚集，而振動垂直方向為背離微針，使得可以將納米線抓取在微針上，并隨著結構移動而移動，實現(xiàn)三維移動，并且關閉振動后，納米線被釋放。另外可以保證振動產(chǎn)生的聲學渦流的穩(wěn)定性，進而確保抓取的單根納米線更牢固。3.由于所述基板采用硅片制成，因為硅片光滑，因而顏色對比等有利于顯微鏡下對納米線的觀察。4.?由于所述微針浸沒在懸濁液薄膜中的一端與基板的距離為10μm，從而使得操作時可以不讓微針觸及硅片，避免接觸引起的操控不穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述超聲操控裝置的結構示意圖。

其中，超聲換能器1、超聲針2、微針3、基板4、銀納米線懸濁液薄膜5、被捕捉的銀納米線6。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

????一種單根納米線或納米管的超聲操控方法，包括以下步驟：a、利用超聲換能器對微針進行勵振，從而使一端浸沒于含有納米線或納米管的懸濁液的微針產(chǎn)生聲學渦流，進而沿著微針振動方向吸引納米線或納米管，并將被捕捉的納米線或納米管壓在微針的端部表面；被捕捉的納米線或納米管與微針的振動方向垂直；b、移動微針，從而使吸附在微針端部表面上的納米線或納米管隨著微針移動到指定位置；?c、關閉超聲換能器停止勵振，被捕捉的納米線或納米管從微針上釋放，從而完成對單根納米線或納米管的操控。