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一种微管机器人及其组装、驱动及径向挤压方法技术

技术编号:40002959 阅读:24 留言:0更新日期:2024-01-09 04:10
本发明专利技术公开了一种微管机器人的组装、驱动及径向挤压方法,组装包括以下步骤:步骤一,0.05‑2wt.%磁性胶体微粒在xy平面振荡磁场下组装成二维单层胶体膜;步骤二,施加z方向直流磁场并逐渐增加磁场强度,直至单层胶体膜破裂成薄片;步骤三,施加进动磁场,薄片弯曲形成致密空心管状结构的微管机器人;驱动:微管机器人可以通过三维磁场精确控制驱进方向和速度,中空的内部空间用于捕捉和运输微观货物;径向挤压:振荡磁场下组装的微管机器人能实现径向方向反复挤压而不破裂。本发明专利技术首次实现一维各向同性微球到三维微管状微型机器人的亚稳态组装,适用于牛顿流体和非牛顿流体,能够满足不同应用场景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微管机器人的组装和操纵方法,具体为一种微管机器人及其组装、驱动及径向挤压方法


技术介绍

1、独立个体的复杂组装和解散过程可以实现高级功能,比如生物膜中的微管,可以作为细胞内蛋白质运输的路径,并且调节细胞的动态迁移。胶体是一种理想的人工组装单元,但目前研究中形成的微管结构并不具备自然微管所具有的复杂功能。尤其对于各向同性的组装单元(球体)形成的聚集体,如微管这样复杂的结构,还未被报道。

2、目前现有的人工制备的微管结构,如dna修饰的janus颗粒形成的封闭环(j.s.oh等,nat.commun.10,3936(2019))、磁性janus棒形成的双极环和带状结构(j.yan等,nat.commun.4,1516(2013))以及椭圆形颗粒在电场作用下组装的管状微结构(j.j.crassous等,nat.commun.5,5516(2014)),功能简单单一,不具备径向反复挤压效果,仅适用于牛顿流体,应用范围有限。


技术实现思路

1、专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足,本专本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种微管机器人的组装方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤一中,顺磁性胶体微粒为氧化铁、四氧化三铁、铁及其复合材料的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤一中,磁性胶体微粒的粒径为200nm~30μm。

4.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤一中,磁性胶体微粒涂覆亲疏水材料、带正负电荷分子、抗菌材料、抗凝血材料、蛋白类材料、抗癌药物中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方...

【技术特征摘要】

1.一种微管机器人的组装方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤一中,顺磁性胶体微粒为氧化铁、四氧化三铁、铁及其复合材料的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤一中,磁性胶体微粒的粒径为200nm~30μm。

4.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤一中,磁性胶体微粒涂覆亲疏水材料、带正负电荷分子、抗菌材料、抗凝血材料、蛋白类材料、抗癌药物中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤一中,振荡磁场为其中,bost为振荡磁场,bxy为xy平面交流磁场强度,ωm=2πfm为旋转角速度,fm=50hz为磁场频率,为磁场矢量方向。

6.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤二中,直流磁场其中,bz为z方向直流磁场强度,为磁场矢量方向。

7.根据权利要求1所述的一种微管机器人的组装方法,其特征在于:所述步骤三中,进动磁场其中,bprec为进动磁场,bxy为xy平面交流磁场强度,bz为z方向直流磁场强度,ωm=2πfm为旋转角速...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨涛王小雨李全
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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