一种生物质复合光刻水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生物质复合光刻水凝胶及其制备方法和应用，属于复合材料技术领域。本发明专利技术以木质素、纤维素为原料，在碱/尿素溶液中低温快速溶解，制备出高强度、高弹性、磁响应的生物质水凝胶。制备出的生物质水凝胶具有优异的紫外吸收性能，热稳定性，机械稳定性。更重要的是，在室温下，磁性水凝胶在近红外光的照射下不仅能够呈现稳定的光刻图案而且能被切割成块。图案的设计与切割的时间可以通过光照时间和光源功率来控制。本发明专利技术操作简单、灵活性高，可以在水下和狭小空间内精准、可控操作。在光、电、磁材料具有很好应用前景。磁材料具有很好应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质复合光刻水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种生物质复合光刻水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光刻胶技术是一种新兴的、强大的制造技术，可以精确构建复杂的微观结构图案。该技术在电子、光子、光学和磁性器件等应用中具有巨大潜力，因此在学术界和工业界都备受关注。目前，通过低成本、室温和低压条件实现水凝胶的光刻，具有明显的困难，例如大多数水凝胶的机械性能较弱，在承受小应力和大应变时容易破裂；当温度接近水的沸点时，传统的水凝胶将不可避免地结构遭到破坏，它们结构会变得松散，在高温下失去原始的弹性。水凝胶的双交联网络结构可以在凝胶发生变形时，起着重要作用。强化学交联网络为水凝胶提供高强度，而密集的物理交联网络(离子键和氢键)保持水凝胶的弹性，通过氢键和离子键的断裂重新排列来消耗能量。
[0003]磁性水凝胶由于在微电子器件、传感器方面的应用潜力，受到科研工作者广泛的关注。目前报道的磁性水凝胶可以依赖它的磁响应性，通过外磁场进行简单的驱动，然而，在狭小的空间以及水下环境实现精准、可控的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质复合光刻水凝胶的制备方法，其特征在于：该方法是将磁性纤维素溶液、木质素的碱溶液、氯化钙和环氧氯丙烷混合，所得混合溶液于室温条件下在模具中放置至少36小时，即获得所述生物质复合光刻水凝胶；该方法具体包括如下步骤：(1)制备磁性纤维素：所述磁性纤维素是在纤维素表面原位生长四氧化三铁纳米粒子形成的纳米四氧化三铁/纤维素复合材料；其中：所述四氧化三铁纳米粒子为球形或类球形粒子，具有超顺磁性，粒径为10
‑
20nm；(2)制备磁性纤维素溶液：将步骤(1)所得纳米四氧化三铁/纤维素复合材料加入氢氧化纳与尿素的水溶液中，在
‑
12℃和搅拌条件下2分钟内形成均一的磁性纤维素溶液；(3)木质素的碱溶液制备：将玉米秸秆溶解于强碱溶液中得到木质素的碱溶液；(4)将步骤(2)制备的磁性纤维素溶液、步骤(3)制备的木质素的碱溶液、氯化钙和环氧氯丙烷混合，在模具中室温条件下存放36小时后即获得所述生物质复合光刻水凝胶。2.根据权利要求1所述的生物质复合光刻水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述纳米四氧化三铁/纤维素复合材料的制备过程为：将FeCl3·
6H2O、FeCl2·
4H2O、纤维素与去离子水混合搅拌，并在55
‑
65℃条件下滴入1mol/L的氢氧化钠溶液，持续保温搅拌反应2小时，冷却至室温，磁铁分离后冷冻干燥，即得到所述纳米四氧化三铁/纤维素复合材料。3.根据权利要求2所述的生物质复合光刻水凝胶的制备方法，其特征在于：所述纳米四氧化三铁/纤维素复合材料的制备过程中，所述纤维素、FeCl3·
6H2O与FeCl2·
4H2O重量比例为10：(1～10)：(0.5～5)，所述FeCl3·

【专利技术属性】
技术研发人员：隋国鑫，张阳，马娜，刘冬艳，林国明，孙兆松，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：