微纳米马达的运动方法和微纳米马达定向运动模型技术

本发明专利技术公开了微纳米马达的运动方法和微纳米马达定向运动模型。微纳米马达的运动方法包括以下步骤：将微纳米马达分散于主体液晶中；向微纳米马达施加光照，使微纳米马达在主体液晶中自热泳；向主体液晶施加电压，改变主体液晶的取向，从而带动微纳米马达的运动方向的定向转动。向微纳米马达施加光照，使得微纳米马达产生自热泳。在这种情况下，微纳米马达在主体液晶中运动到需改变其运动方向的位置时，通过主体液晶两侧的电压改变主体液晶的取向方向，并在主体液晶转向的带动下，微纳米马达的运动方向发生偏转，以此来控制其在自热泳下的定向运动。下的定向运动。下的定向运动。

【技术实现步骤摘要】
微纳米马达的运动方法和微纳米马达定向运动模型


[0001]本申请涉及微纳米马达
，尤其是涉及微纳米马达的运动方法和微纳米马达定向运动模型。

技术介绍

[0002]现有的微纳米马达可以大致分为两类，一类是通过燃料驱动的微纳米马达，另一类是通过外界刺激驱动的微纳米马达。燃料驱动微纳米马达可以通过对过氧化氢、肼或有机染料等燃料的催化反应，产生能量来驱动自身运动。而外场驱动微纳米则可以通过超声、磁场、热等作为外界刺激，来产生对微纳米马达的推动力。但这两种方式都存在着在三维方向上运动的随机性，即无法实现对微纳米马达的定向运动，这对微纳米马达的实际应用产生了很大的限制。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种微纳米马达的运动方法，该方法可以实现对微纳米马达的定向运动。
[0004]本申请的目的还在于提供一种微纳米马达定向运动模型。
[0005]本申请的第一方面，提供微纳米马达的运动方法，包括以下步骤：
[0006]将微纳米马达分散于主体液晶中；
[0007]向微纳米马达施加光照，使微纳米马达在主体液晶中自热泳；
[0008]向主体液晶施加电压，改变主体液晶的偏转，从而带动微纳米马达的运动方向的定向转动。
[0009]根据本申请实施例的运动方法，至少具有如下有益效果：
[0010]向微纳米马达施加光照，由于等离子共振效应吸收光能产生共振并转变为热量释放。由于微纳米马达的不对称性，造成热量释放的不对称分布，微纳米马达的附近出现较高的温度梯度场，使得微纳米马达产生自热泳。在这种情况下，微纳米马达在主体液晶中运动到需改变其运动方向的位置时，通过主体液晶两侧的电压改变主体液晶的偏转方向和角度，并在主体液晶转向的带动下，微纳米马达的运动方向发生偏转，以此来控制其在自热泳下的定向运动。
[0011]在本申请的一些实施方式中，电压为交流电压。通过施加交流电压，两侧电压的开关反复操作，实现主体液晶的不断偏转，以改变微球马达的运动方向；同时，通过对光照的瞬时开关，实现微纳米马达的远程的即时“动”和“停”。通过这两方面的结合来实现微纳米马达定向运动的精确控制。
[0012]可以理解的是，任选的具有在电场下定向转动的液晶材料都可以作为主体液晶使用。
[0013]在本申请的一些实施方式中，微纳米马达包括微球和光热材料层，光热材料层在微球的表面不对称分布，通过这种不对称分布使得光照条件下光热材料层的光热转化在微
纳米马达周围会产生一定的温度梯度，从而使得微纳米马达发生自热泳。
[0014]在本申请的一些实施方式中，光热材料层为Au层。Au具有良好的光热效应，可以通过磁控溅射等方法形成于微球表面。
[0015]在本申请的一些实施方式中，微纳米马达为经硫醇修饰的微纳米马达。通过硫醇修饰使得微纳米马达具有更好的分散性，可以更好地分散在主体液晶中而不发生团聚，有利于减少其在主体液晶中运动的粘滞阻力。
[0016]在本申请的一些实施方式中，微纳米马达的吸收峰在760nm～1400nm之间。当微纳米马达的吸收峰在760nm～1400nm之间时，可以通过近红外的光照进行定向运动。
[0017]在本申请的一些实施方式中，微纳米马达的直径为10nm～100μm。
[0018]在本申请的一些实施方式中，主体液晶为正性液晶。
[0019]本申请的第二方面，提供微纳米马达定向运动模型，包括：
[0020]液晶盒，液晶盒包括两个导电基板和主体液晶，主体液晶封装在两个导电基板之间，两个导电基板用于向主体液晶施加电压以改变主体液晶的偏转；
[0021]微纳米马达，微纳米马达分散在主体液晶中，并能够在光照刺激下发生自热泳。
[0022]根据本申请实施例的微纳米马达定向运动模型，至少具有如下有益效果：
[0023]在向其中的微纳米马达施加光照后会产生自热泳现象。这种情况下，当微纳米马达在主体液晶中运动到需改变其运动方向的位置时，通过在主体液晶两侧施加电压改变主体液晶的取向方向，并在主体液晶转向的带动下，微纳米马达的运动方向发生偏转，以此来控制其在自热泳下的定向运动。
[0024]在本申请的一些实施方式中，主体液晶为正向液晶。
[0025]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0026]图1是是本申请实施例1中制备得到的微纳米马达的结构示意图。
[0027]图2是本申请实施例的液晶盒在不加电时和加电时的截面示意图。
[0028]图3是本申请实施例的微纳米马达在液晶盒中定向运动的原理示意图。
[0029]附图标记：微球110、光热材料层120、第一导电层211、第一基板层212、第二导电层221、第二基板层222、主体液晶230、电源240。
具体实施方式
[0030]以下将结合实施例对本申请的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本申请的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。
[0031]下面详细描述本申请的实施例，描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0032]在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只
是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0033]本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
[0034]本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0035]参考图1，示出了本申请的一个实施例中的微纳米马达的结构，该微纳米马达包括微球110和光热材料层120，光热材料层120在微球110的表面不对称分布。通过这种不对称分布，微纳米马达在接受光照时，微球110表面的光热材料层120光热转换所产生的热量在不同位置存在不完全一致的分布，从而产生一定的温度梯度。在这种情况下下，由于索雷特效应(Soret effect)，微纳米马达会发生自热泳现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微纳米马达的运动方法，其特征在于，包括以下步骤：将微纳米马达分散于主体液晶中；向所述微纳米马达施加光照，使所述微纳米马达在所述主体液晶中自热泳；向所述主体液晶施加电压，改变所述主体液晶的取向，从而带动所述微纳米马达的运动方向的定向转动。2.根据权利要求1所述的运动方法，其特征在于，所述电压为交流电压。3.根据权利要求1所述的运动方法，其特征在于，所述微纳米马达包括微球和光热材料层，所述光热材料层在所述微球的表面不对称分布。4.根据权利要求3所述的运动方法，其特征在于，所述光热材料层为Au层。5.根据权利要求3所述的运动方法，其特征在于，所述微纳米马达为经硫醇修饰的微纳米马达。6.根据权利要求1所述的运动方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小文，李森，董任峰，周国富，
申请(专利权)人：深圳市国华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：