[发明专利]磁性封装微机器人及其制备方法有效
申请号: | 201610973129.X | 申请日: | 2016-10-28 |
公开(公告)号: | CN106517081B | 公开(公告)日: | 2018-03-09 |
发明(设计)人: | 李晖;陈静;张南南;王磊 | 申请(专利权)人: | 中国科学院深圳先进技术研究院 |
主分类号: | B81C1/00 | 分类号: | B81C1/00;B81B1/00 |
代理公司: | 深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)44316 | 代理人: | 赵勍毅 |
地址: | 518055 广东省深圳*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 磁性 封装 微机 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及微纳精密加工和特性微型机器人技术,特别涉及一种封装的磁性微机器人及其制备方法。
背景技术
随着微观活性样本的操作要求越来越高,传统的微操作系统逐渐表现出其局限性,例如不可避免地对活体样本产生机械损伤、运动空间有限以及无法适用严格无污染的流体环境等。基于磁力控制的微型机器人凭借微小的尺寸和自由无约束的运动方式使其特别适合在狭小且封闭的环境中工作。同时,由于自身的生物兼容性和耐化学性,使其最大限度地降低了对活体样本的伤害。在人体内的定向检测和靶向载药、微流体通道中微粒的运输以及芯片实验室中微观物体的搬运、分类、装配方面具有很大的应用前景。
近十几年来,新的超精密加工技术和新型功能材料推动着微机电系统技术(MEMS)快速发展。微型机器人的出现对工业甚至对我们的日常生活产生广泛影响。磁力驱动还有可控性强、动力更大、作业范围广和无伤害性的优点,特别适用于生物医学领域尤其是活体介入应用等。例如核电站的管道探伤、生物医学的诊断治疗。目前制作磁性微机器人的主要包括以下几种:熔融沉积成型法、刻蚀法、激光切割法、集成光掩膜微塑型法、微型机械加工法、双光子聚合法等。
以上几种方法制得的微型机器人使得磁性材料都暴露在外部环境中,无法保证磁性机器人具有较好的生物兼容性和耐化学性。
发明内容
基于此,有必要提供一种生物相容性和耐化学性较好的磁性封装微机器人及其制备方法。
一种磁性封装微机器人的制备方法,包括:
提供硅片,在所述硅片上制备Omnicoat牺牲层;
在所述Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶形成SU-8基层;得到第一预制层结构;
将所述第一预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3分钟,然后在90-100℃烘烤3-5分钟;
采用掩模对准器,在紫外线光源照射下,对所述第一预制层结构进行图形化曝光20-35s;
将所述第一预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3分钟,然后在90-100℃烘烤3-5分钟;
在所述SU-8基层上涂覆磁性复合材料,得到第二预制层结构;
将所述第二预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3分钟,然后在90-100℃烘烤3-5分钟;
采用掩模对准器,在紫外线光源照射下,对所述第二预制层结构进行图形化曝光25-35s;
将所述第二预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3分钟,然后在90-100℃烘烤3-5分钟;
对所述第二预制层结构进行显影操作;
在所述第二预制层结构的外表面涂覆SU-8光刻胶,得到第三预制层结构;
将所述第三预制层结构进行在60-70℃烘烤1.5-3分钟,然后在90-100℃烘烤3-5分钟;
采用掩模对准器,在紫外线光源照射下,对所述第三预制层结构进行图形化曝光25-35s;
将所述第三预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3分钟,然后在90-100℃烘烤3-5分钟;对所述第三预制层结构进行显影操作,得到磁性封装微机器人。
在其中一个实施例中,所述磁性复合材料由汝铁硼磁粉和SU-8光刻胶组成。
在其中一个实施例中,所述磁性复合材料由质量分数为60%汝铁硼磁粉和质量分数为40%的SU-8光刻胶组成。
在其中一个实施例中,所述汝铁硼磁粉的平均直径为2微米。
在其中一个实施例中,所述在所述Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶为:先以旋涂速度为400-600rpm旋涂3-8s,再以旋涂速度为1800-2000rpm旋涂30s。
在其中一个实施例中,所述磁性复合材料的制备方法为:在微量离心管中混合质量分数为60%汝铁硼磁粉与质量分数为40%的SU-8光刻胶。
在其中一个实施例中,在所述SU-8基层上涂覆磁性复合材料之前,将所述磁性复合材料在3000r/min的条件下涡旋30分钟,实现所述汝铁硼磁粉在SU-8光刻胶中的均匀分布。
在其中一个实施例中,所述对所述第二预制层结构进行图形化曝光的曝光能量为130mJ/cm2。
在其中一个实施例中,所述对所述第二预制层结构进行显影操作为:将所述第二预制层结构置于SU-8光刻胶显影剂中浸泡,除去未交联的SU-8光刻胶,再用去离子水清洗后风干。
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