[發明專利]一種以堿液作為燃料驅動的球形微納米馬達的制備方法

有效

• 申請號: 201910322807.X
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110094314B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 劉青;馮歡歡;馬星
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: F03G7/00
• 分類號: F03G7/00;B22F1/02;C23C14/34;C23C14/16
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本發明提供了一種以堿液作為燃料驅動的球形微納米馬達的制備方法，其包括以下步驟：步驟S1，將GaInSn液態金屬置于乙醇溶液中進行超聲粉碎，得到GaInSn液態金屬微球；步驟S2，將得到的GaInSn液態金屬微球干燥后進行離子濺射，再在水溶液中進行超聲分散得到GaInSn液態金屬球形微納米馬達。采用本發明的技術方案得到的GaInSn液態金屬球形Janus微納米馬達尺寸在微米范圍內，其在堿性環境中表現出良好的運動性能，并且具有可降解的優點。

技術領域

本發明屬于納米馬達的技術領域，尤其涉及一種以堿液作為燃料驅動的球形微納米馬達的制備方法。

背景技術

現有技術中，已知的化學驅動微納米馬達主要為高分子材料，如聚苯乙烯微球等，并且大部分微納米馬達是利用金屬催化劑分解雙氧水產生化學能來推動馬達的。目前的現有技術主要存在以下缺點：首先，這種高分子馬達應用在人體或者環境中難以去除，難以降解。 其次，雙氧水是具有生物毒性的，在大多數場景特別是生物醫用領域不適合。而且關于GaInSn液態金屬馬達的研究不多，并且多停留在毫米等宏觀尺寸范圍。

發明內容

針對以上技術問題，本發明公開了一種以堿液作為燃料驅動的球形微納米馬達的制備方法，得到的微納米馬達具有流體的性質，優良的生物相容性和可變形性，而且可以在堿液中進行驅動。

對此，本發明采用的技術方案為：

一種GaInSn液態金屬球形微納米馬達的制備方法，其包括以下步驟：

步驟S1，將GaInSn液態金屬置于乙醇溶液中進行超聲粉碎，得到GaInSn液態金屬微球；

步驟S2，將得到的GaInSn液態金屬微球干燥后進行離子濺射，再在水溶液中進行超聲分散得到GaInSn液態金屬球形微納米馬達。

作為本發明的進一步改進，所述離子濺射的材料為Pt、Au或Ag。進一步優選的，所述離子濺射的材料為Pt。

作為本發明的進一步改進，所述GaInSn液態金屬球形微納米馬達的粒徑為2-4 μm。

作為本發明的進一步改進，步驟S1得到的GaInSn液態金屬微球的粒徑為1~10μm。

作為本發明的進一步改進，所述離子濺射的濺射時間為190~210s。進一步的，濺射時間為200 s。

進一步的，步驟S1中，所述超聲粉碎為脈沖超聲。進一步的，所述超聲粉碎的過程為超聲1-3s，停1-3s。進一步優選的，所述超聲粉碎的過程為超聲2s，停2s。進一步的，總超聲粉碎的時間為2~4min。所述超聲粉碎的功率為350~400W。進一步的，所述超聲粉碎的功率為360W。該步驟在超聲細胞粉碎機中進行。

進一步的，步驟S2中，超聲分散的時間為10s，超聲頻率為40 KHz。該步驟在超聲清洗機中進行超聲分散。

進一步的，步驟S1中，將GaInSn液態金屬加入到乙醇或水溶液中，將其置于冰水浴中進行超聲粉碎。

進一步的，步驟S1中，每1mL的乙醇或者水加入4~6mg的液態金屬，即步驟S1得到的GaInSn液態金屬的濃度為4~6mg/mL，進一步的，每1mL的乙醇或者水加入5mg的液態金屬。

本發明還公開了一種采用如上任意一項所述的制備方法制備的微納米馬達。

本發明還公開了一種以堿液作為燃料驅動的球形微納米馬達的應用，所述GaInSn液態金屬球形微納米馬達在堿液中驅動。進一步的，所述微納米馬達的粒徑為1-10μm。進一步優選的，所述微納米馬達的粒徑為2-4μm。