[發明專利]一種水溶性熒光液態金屬材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610911960.2
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN107962180B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 饒偉;劉靜
• 申請（專利權）人: 北京夢之墨科技有限公司
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F9/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

本發明提出一種水溶性熒光液態金屬材料，以液態金屬作為基底材料，包覆熒光染料，表面修飾高分子聚合物材料以增加材料的親水性，材料中液態金屬的質量分數為0.1～5％；所述水溶性熒光液態金屬材料在水中的溶解度≥10g/L。本發明還提出所述水溶性熒光液態金屬材料的制備方法。本發明提出的水溶性液態金屬材料，相比之前宏觀尺度的非水溶性液態金屬材料，功能和性質進一步得以拓展，大大降低了液態金屬材料的生物相容性及與不同基底材料特別是紙質材料的浸潤性，同時也保持著液態金屬材料的原有屬性。

技術領域

本發明屬于金屬材料領域，具體涉及一種水溶性的液態金屬及其制備。

背景技術

近年來，液態金屬作為一種新興材料進入了人們的視野。液態金屬通常指的是在室溫下為液態的金屬，它既具有良好的流動性，又有金屬卓越的導電性、導熱性。然而能夠在室溫或接近室溫的條件下保持液態的金屬并不多，主要有汞、鎵及其合金、堿金屬合金、銣、銫、鈁等，在這些金屬中，銣、銫、鈁為放射性金屬，堿金屬合金化學性質非常活潑，保存、使用時對環境要求極為嚴格，很難被人們在日常生活中所利用。汞是最常見的液態金屬，在制藥、電子器件制造、溫度計及光學儀器制造等方面有廣泛的應用，但是汞的蒸汽壓低，在室溫下很容易揮發，且揮發產生的汞蒸汽有劇毒，使用不當很容易對人體產生危害。而鎵及其合金因其安全低毒、性質穩定的優點在這幾類液態金屬中脫穎而出，成為應用的熱點。

隨著一系列重大突破和進展的取得，圍繞室溫液態金屬的基礎及應用技術研究漸成國際熱門的重大科技前沿，正為若干高新能源、電子信息、先進制造、柔性電路、國防軍事安全，以及生物醫療健康技術的發展帶來顛覆性變革。然而，人們對鎵及其合金材料屬性的期望經實際應用的磨合提出更高的要求：在電子電路領域，人們期望液態金屬對紙質基底材料有良好的浸潤性，特別是所見即所得的電子書寫筆(申請號：201520783639.1)可以實現在紙質材料上的直寫模式，為重塑個性化電子提供變革性途徑；在生物醫療健康領域，人們期待生物相容度更高的水溶性液態金屬材料可以實現經由血液循環系統的定向輸運并且能夠隨時示蹤；在增材制造領域，水溶性液態金屬材料更易于實現與已有親水性熒光顏料匹配使用，從而實現液態金屬彩色熒光印刷。這些愿景的實現要求對液態金屬表面張力、浸潤性進行跟進一步的改進和提升，水溶性液態金屬熒光材料的制備將為液態金屬開啟新的應用領域。

專利“一種將液態金屬分散成納米顆粒的方法”(申請號：201510521009.1)中給出了一種將液態金屬分散成納米顆粒的方法，所制備材料具備一定的水溶性，但是不具備熒光特性。調查國內外論文及專利，目前尚無水溶性液態金屬熒光材料的相關報告及報道。鑒于上述情況，需要一種可用于生物醫學及電子印刷應用的水溶性液態金屬熒光材料及其制備方法，以拓展液態金屬材料的應用領域。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明的目的在于：本發明通過扎實的技術支持構建水溶性液態金屬熒光材料，這種材料以液態金屬作為基底材料，同時包覆熒光染料，表面修飾高分子材料以增加材料的浸潤性和穩定性。

本發明的另一目的是提出所述水溶性熒光液態金屬材料的制備方法。

實現本發明上述目的的技術方案為：

一種水溶性液態金屬材料，以液態金屬作為基底材料，包覆熒光染料，表面修飾高分子聚合物材料以增加材料的親水性，材料中液態金屬的質量分數為0.1～5％；所述水溶性液態金屬材料在水中的溶解度≥10g/L(在水中的溶解度≥1g/100gH₂O即為可溶性物質)；

優選地，所述高分子聚合物材料為聚丙二醇與環氧乙烷的加聚物、殼寡糖、乳酸-羥基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乙烯醇中的一種或幾種，所述熒光染料為熒光素、量子點、羅丹明、香豆素類衍生物、Bodipy類熒光探針、菁染料、三羰花青系染料中的一種或幾種。

一種水溶性熒光液態金屬材料的制備方法，包括步驟：