[發明專利]一種基于微流控的微納馬達及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011165532.2
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112300432B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 馮歡歡;張月月;馬星;趙維巍;張嘉恒;鄭婷婷;王麗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;C08J3/12;C08L25/06;C23C14/34;C23C14/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種基于微流控的微納馬達及其制備方法與應用，屬于微納馬達制備技術領域。本發明采用微流控的方式制備單分散聚苯乙烯微球，能夠精準控制最終微納馬達的尺寸；同時，將流動聚焦型微流控芯片的微通道尺寸設置為100μm，使單分散聚苯乙烯微球的粒徑降低為1～5μm，且得到的單分散聚苯乙烯微球分散性好；后續經離子濺射，能夠得到Janus微納馬達。

技術領域

本發明涉及微納馬達技術領域，尤其涉及一種基于微流控的微納馬達及其制備方法與應用。

背景技術

目前能夠制備的球狀微納馬達的方法主要有模板法和水熱合成等方法，但是這些制備工藝通常較為復雜和繁瑣，并且存在微納馬達的粒徑難以進行精確地調控的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于微流控的微納馬達及其制備方法與應用。本發明提供的制備方法能夠精準調控微納馬達的粒徑，具有很大的應用前景。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種基于微流控的微納馬達的制備方法，包括以下步驟：

以聚苯乙烯甲苯溶液作為分散相溶液，以聚乙烯吡咯烷酮-十二烷基硫酸鈉水溶液作為連續相溶液；將所述分散相溶液和連續相溶液通過氣管與流動聚焦型微流控芯片、氣壓控制器和收集端瓶子連接起來，調節所述分散相溶液和連續相溶液的氣壓，形成尺寸可精確調節的單分散均勻液滴；所述流動聚焦型微流控芯片的微通道尺寸為100μm；

將所述單分散均勻液滴收集起來攪拌，然后經清洗，形成單分散聚苯乙烯微球；

將所述單分散聚苯乙烯微球與水混合形成分散液，將所述分散液滴加到蓋玻片上，經干燥，得到微球覆蓋蓋玻片；

以鉑為靶材，對所述微球覆蓋蓋玻片的微球側進行離子濺射，形成微納馬達。

優選地，所述聚苯乙烯甲苯溶液中聚苯乙烯的質量百分含量為1.0～1.5％。

優選地，所述聚乙烯吡咯烷酮-十二烷基硫酸鈉水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的質量百分含量為2～5％；所述聚乙烯吡咯烷酮-十二烷基硫酸鈉水溶液中十二烷基硫酸鈉的質量百分含量為5～8％。

優選地，所述分散相溶液的氣壓為372.33～382.50mbr，所述連續相溶液的氣壓為615.00～623.67mbr。

優選地，所述攪拌的轉速為100～200rpm，時間為24～48h。

優選地，所述單分散聚苯乙烯微球的粒徑為1～5μm。

優選地，所述分散液中單分散聚苯乙烯微球的質量含量為0.3～0.5％。

優選地，所述離子濺射的參數包括：離子濺射的真空度小于8Pa，離子濺射的時間為10s～100s。

本發明還提供了上述技術方案所述制備方法制得的微納馬達，所述微納馬達為Janus微納馬達；所述微納馬達一半是鉑包覆聚苯乙烯，另一半僅僅是聚苯乙烯。

本發明還提供了上述技術方案所述的微納馬達在化學傳感、生物醫療、環境保護和藥物傳遞領域中的應用。

本發明提供了一種基于微流控的微納馬達的制備方法，包括以下步驟：以聚苯乙烯甲苯溶液作為分散相溶液，以聚乙烯吡咯烷酮-十二烷基硫酸鈉水溶液作為連續相溶液；將所述分散相溶液和連續相溶液通過氣管與流動聚焦型微流控芯片、氣壓控制器和收集端瓶子連接起來，調節所述分散相溶液和連續相溶液的氣壓，形成尺寸可精確調節的單分散均勻液滴；所述流動聚焦型微流控芯片的微通道尺寸為100μm；將所述單分散均勻液滴收集起來攪拌，然后經清洗，形成單分散聚苯乙烯微球；將所述單分散聚苯乙烯微球與水混合形成分散液，將所述分散液滴加到蓋玻片上，經干燥，得到微球覆蓋蓋玻片；以鉑為靶材，對所述微球覆蓋蓋玻片的微球側進行離子濺射，形成微納馬達。