[發(fā)明專利]一種圖形化仿生磁性微納米機(jī)器人制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711287249.5 | 申請日： | 2017-12-07 |
| 公開（公告）號： | CN107986230B | 公開（公告）日： | 2020-04-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鄒強;蘇奇 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學(xué) |
| 主分類號： | B81C1/00 | 分類號： | B81C1/00;B82Y15/00;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201 | 代理人： | 程毓英 |
| 地址： | 300072*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 圖形 仿生 磁性 納米 機(jī)器人 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種圖形化仿生磁性微納米機(jī)器人制備方法，步驟如下：準(zhǔn)備聚四氟乙烯基底、紫銅片和多孔聚碳酸酯模板；工作電極的制備；涂覆光刻膠；曝光與顯影；配制酸性電解液；多孔聚碳酸酯模板的孔洞潤濕；鈷納米線及鈷基底的制備；納米線及鈷基底的轉(zhuǎn)移；移除紫銅片及洗除多孔聚碳酸酯模板；與聚四氟乙烯基底組合：在形成一側(cè)的聚四氟乙烯基板與鈷納米線陣列后，另一側(cè)的制備方式相同，構(gòu)成基于聚四氟乙烯基板的雙面鈷納米線陣列；經(jīng)過切割，獲得磁性微納米機(jī)器人。
技術(shù)領(lǐng)域
該發(fā)明涉及微納機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及磁場驅(qū)動的仿生磁性微米機(jī)器人領(lǐng)域。
背景技術(shù)
微納米機(jī)器人指的是尺度在微納米級別(幾納米至幾百微米)的小型機(jī)器人，在生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有非常重要的潛在應(yīng)用，例如可用于微創(chuàng)外科手術(shù)、靶向治療、細(xì)胞操作、重金屬檢測、污染物降解等，因此受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，近年來發(fā)展迅速。
相比于傳統(tǒng)的大型機(jī)器人，微納米機(jī)器人的工作環(huán)境位于雷諾系數(shù)很低的環(huán)境中，物體可看作在一個非常粘滯、微小以及緩慢的環(huán)境中運動，粘滯力占主導(dǎo)作用，慣性力則可忽略不計。在這種條件下，若想驅(qū)動微納米機(jī)器人，必須源源不斷地為其提供動力。但由于其微小的尺寸，動力源如電池、發(fā)動機(jī)等很難裝載在微納米機(jī)器人中，因此，各種各樣的微納米機(jī)器人驅(qū)動方式被提出，包括自驅(qū)動(自電泳驅(qū)動、自擴(kuò)散泳驅(qū)動、自熱泳驅(qū)動、氣泡驅(qū)動等方式)和外場驅(qū)動(磁場、聲場和光驅(qū)動)。由于磁場驅(qū)動方式磁場強度較低，并且低頻率磁場能夠穿透生物組織且對生物體無害，成為微納米機(jī)器人領(lǐng)域的最有前景的驅(qū)動方式之一。因此，如何制備在較低雷諾系數(shù)環(huán)境下，易于被外部磁場驅(qū)動和控制的微納米機(jī)器人的成為了研究者們研究的重點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以在低雷諾系數(shù)環(huán)境下易于被外部磁場驅(qū)動和控制的圖形化微納米機(jī)器人，并給出此種機(jī)器人的制備方法。本發(fā)明的方案思路來源為對單細(xì)胞生物草履蟲運動原理的研究。技術(shù)方案如下：
一種圖形化仿生磁性微納米機(jī)器人制備方法，制備步驟如下：
(1)準(zhǔn)備聚四氟乙烯基底、紫銅片和多孔聚碳酸酯模板。
(2)工作電極的制備：將適量的武德合金加熱熔化后，在紫銅片上涂覆均勻，然后將多孔聚碳酸酯模板覆于武德合金上表面；利用環(huán)氧樹脂膠涂覆紫銅片背面及側(cè)面，保證鈷離子只能在多孔聚碳酸酯模板孔洞中沉積；取一根導(dǎo)線，一端連接紫銅片背面，另一端連接電極夾，制成工作電極；
(3)涂覆光刻膠：在多孔聚碳酸酯模板上表面涂覆適量光刻膠，將所述多孔聚碳酸酯模板置于勻膠機(jī)中，使其均勻涂覆光刻膠。
(4)曝光與顯影：利用紫外光透過掩膜版照射已經(jīng)涂覆光刻膠的多孔聚碳酸酯模板，照射過的光刻膠發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，性質(zhì)發(fā)生了變化，顯影時會和顯影液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并去除；而被光刻版擋住的部分，未發(fā)生任何變化，顯影時不和顯影液發(fā)生反應(yīng)被保留,這樣光刻版的圖形通過顯影就能將圖形留在多孔聚碳酸酯模板上。
(5)配制酸性電解液：電解液包括：CoSO4 7H2O與H3BO3，摩爾濃度范圍分別為0.60-0.66M/L和0.62-0.68M/L，并將pH值調(diào)節(jié)到2.5-3.5。
(6)多孔聚碳酸酯模板的孔洞潤濕：將圖形化的多孔聚碳酸酯模板置于電解液中，使所述電解液中的鈷離子進(jìn)入多孔聚碳酸酯模板孔洞之中。
(7)鈷納米線及鈷基底的制備：將鉑片對電極和工作電極置于電解液中，兩電極連接至電源，通過監(jiān)測沉積電流的變化情況得知鈷納米線的沉積情況，當(dāng)鈷納米線已經(jīng)溢出多孔聚碳酸酯模板孔洞開始沉積，并相互之間連接形成所述鈷基底后，繼續(xù)沉積直到鈷基底厚度達(dá)到5微米后停止沉積。
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