[發(fā)明專利]一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器及其制備方法與驅(qū)動方式

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710376981.3
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107163185B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王濤;廖杰新;黃家和;張袁鋮;孫尉翔;童真
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08F220/54
• 分類號: C08F220/54;C08F222/38;C08F220/60;C08F2/48;C08K3/16;C08L33/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）制備多巴胺凝膠：將丙烯酰胺類單體和交聯(lián)劑溶于水中，得混合液a；將多巴胺甲基丙烯酰胺和引發(fā)劑溶于有機溶劑中，得混合液b；再將混合液a和混合液b混合并除去所得混合液中的氧氣，然后注入模具中，在紫外光照下聚合，得多巴胺凝膠；

（2）制備多巴胺凝膠驅(qū)動器：將步驟（1）制備的多巴胺凝膠使用Fe³⁺溶液浸泡處理，得到含有Fe³⁺的凝膠；使用外力使含有Fe³⁺的凝膠獲得臨時形狀，將具有臨時形狀的凝膠放入堿性溶液中固定此臨時形狀，即得到多巴胺凝膠驅(qū)動器；步驟（1）所述丙烯酰胺類單體為N, N-二甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺中的一種以上，所述丙烯酰胺類單體在混合液中的濃度為2~ 6 mol/L；所述交聯(lián)劑為N, N'-亞甲基雙丙烯酰胺，所述交聯(lián)劑在混合液中的濃度為0.2~ 1 mmol/L；所述多巴胺甲基丙烯酰胺在混合液中的濃度為0.2 ~ 0.8 mol/L；所述引發(fā)劑為光引發(fā)劑Irgacure-2959，所述引發(fā)劑的用量為丙烯酰胺類單體和多巴胺甲基丙烯酰胺總摩爾量的0.2 ~ 0.4%。

2.如權(quán)利要求1所述的一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述紫外光照的波長范圍為300~380nm，功率為10~50W；所述聚合的時間為2 ~ 20h。

3.如權(quán)利要求1所述的一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述有機溶劑為甲醇、乙醇、二甲基亞砜、丙酮、四氫呋喃或N, N-二甲基甲酰胺。

4.如權(quán)利要求1所述的一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述Fe³⁺溶液為FeCl₃溶液、Fe₂(SO₄)₃溶液和Fe(NO₃)₃溶液中的一種以上，濃度為0.01 ~ 0.5 mol/L；所述浸泡處理的時間為10~60 s。

5.如權(quán)利要求1所述的一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述堿性溶液為pH > 9的NaOH溶液、KOH溶液、Ca(OH)₂溶液或Ba(OH)₂溶液；所述臨時形狀是與凝膠原始形狀不同的形狀；所述固定的時間為10~60 s。

6.由權(quán)利要求1~5任一項所述的制備方法制得的一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器。

7.權(quán)利要求6所述的一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器的驅(qū)動方式，其特征在于，包括以下步驟：

（1） 將多巴胺凝膠驅(qū)動器放入酸性溶液中浸泡，臨時形狀可恢復(fù)為原始形狀；

（2） 將恢復(fù)為原始形狀的多巴胺凝膠驅(qū)動器再放入堿性溶液中浸泡，所述多巴胺凝膠驅(qū)動器即可在沒有外力作用的情況下自發(fā)的變回之前的臨時形狀；

（3）將具有臨時形狀的多巴胺凝膠驅(qū)動器再進行步驟（1）的操作，所述多巴胺凝膠驅(qū)動器即可恢復(fù)為原始形狀，將恢復(fù)為原始形狀的多巴胺凝膠驅(qū)動器再進行步驟（2）的操作，所述多巴胺凝膠驅(qū)動器在沒有外力作用的情況下自發(fā)的變回之前的臨時形狀；即，通過步驟（1）和步驟（2）的連續(xù)重復(fù)操作，可以實現(xiàn)通過控制溶液pH值，在不施加外力作用的情況下，使所述多巴胺凝膠驅(qū)動器在溶液中在臨時形狀與原始形狀之間自發(fā)變化以產(chǎn)生驅(qū)動。

8.如權(quán)利要求7所述的一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器的驅(qū)動方式，其特征在于，步驟（1）所述酸性溶液為pH < 5的HCl溶液、H₂SO₄溶液或HNO₃溶液；所述浸泡的時間為10~60s。

9.如權(quán)利要求7所述的一種可自發(fā)驅(qū)動的多巴胺凝膠驅(qū)動器的驅(qū)動方式，其特征在于，步驟（2）所述堿性溶液為pH > 9的NaOH溶液、KOH溶液、Ca(OH)₂溶液或Ba(OH)₂溶液；所述浸泡的時間為1~20 min；所述的臨時形狀是與多巴胺凝膠驅(qū)動器原始形狀不同的形狀。