化学催化的自驱动锥管形微马达及其制备方法技术

技术编号:41682077 阅读:16 留言:0更新日期:2024-06-14 15:34
本发明专利技术涉及化学催化的自驱动锥管形微马达及其制备方法。微马达的制作方法是在牺牲层上按顺序倾斜沉积预应力矩形纳米膜,纳米膜只在一个边长方向存在厚度梯度,形成楔形的厚度。而在在垂直于这个边长方向上是等厚的。随后沿着垂直于纳米膜的厚度梯度方向溶解牺牲层使纳米膜释放,在应变梯度的作用下纳米膜自卷曲生成锥管形微马达。该方法通过调整纳米膜沉积时的倾斜角度,可实现对其锥形角的灵活调节,也可通过改变纳米膜的面积和厚度,调整锥管的长度和直径。微马达利用催化过氧化氢产生的气泡推动其运动。这种化学催化的自驱动锥形微马达有效地提高了微马达的运动性能且具有一定的输送能力,在环境修复和药物输送等方面具有广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微纳驱动领域,涉及微流体中微马达的制备方法及其驱动。


技术介绍

1、近些年来,微系统在流体环境中的运动是微纳米技术中极具挑战性的领域之一。这些微系统有许多的名字,如微机器人、微马达和微引擎,其驱动方式包括化学催化驱动、磁驱动、声驱动等。由于化学催化驱动的微马达不需要搭建额外的复杂驱动装置、具有操作简单和成本低,因而受到研究人员广泛的关注。得益于其超小的尺寸,化学催化驱动的微马达可以在复杂的环境航行,可用于去除水溶液中的污染物、重金属或进入血管中进行药物输送,它们有望在生物医学和环境修复等领域发挥巨大的作用。

2、由于自卷曲技术具有材料选择范围广、便于实现微结构的制作等独特优势,所以成为备受关注的微马达制作方法。具体来说,自卷曲技术是一种制作三维微纳米结构的方法,在制造或生长过程中有意在纳米膜中引入应力,一旦纳米膜和衬底之间的约束被释放,纳米膜就可以转变为3d结构。2001年schmidt首次报道了平面纳米膜自卷曲生成纳米管。2008年mei提出了一种制作自卷曲纳米管的改进方法,并在管内表面引入金属铂制作了化学催化驱动的微马达。同期本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种化学催化的自驱动微马达,其特征在于:在牺牲层上按顺序沉积具有楔形厚度梯度的矩形纳米膜,随后沿着垂直于纳米膜的厚度梯度方向溶解牺牲层使纳米膜释放,在应变梯度的作用下纳米膜自卷曲生成微马达。

2.如权利要求1所述的化学催化的自驱动微马达,其特征在于:由三层纳米膜自卷曲组成,纳米膜的形状为边长为50-500μm的矩形;纳米膜在一个边长方向存在厚度梯度,形成楔形的厚度,其两端的厚度比为2-5,而在垂直于这个边长方向上是等厚的。

3.如权利要求1所述的化学催化的自驱动微马达,其特征在于:整体结构为锥管形计,其长度为70-420μm,大端直径为8-40μm,小端直径为...

【技术特征摘要】

1.一种化学催化的自驱动微马达,其特征在于:在牺牲层上按顺序沉积具有楔形厚度梯度的矩形纳米膜,随后沿着垂直于纳米膜的厚度梯度方向溶解牺牲层使纳米膜释放,在应变梯度的作用下纳米膜自卷曲生成微马达。

2.如权利要求1所述的化学催化的自驱动微马达,其特征在于:由三层纳米膜自卷曲组成,纳米膜的形状为边长为50-500μm的矩形;纳米膜在一个边长方向存在厚度梯度,形成楔形的厚度,其两端的厚度比为2-5,而在垂直于这个边长方向上是等厚的。

3.如权利要求1所述的化学催化的自驱动微马达,其特征在于:整体结构为锥管形计,其长度为70-420μm,大端直径为8-40μm,小端直径为2-10μm,锥形角为4-6°;锥管长度和直径通过调整纳米膜的面积和厚度实现调节;锥管锥度通过调整沉积时的倾斜角度实现调节。

4.如权利要求1所述的化学催化的自驱动微马达,其特征在于:...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘本东田浩何鑫秦宏业杨佳慧
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:

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