[发明专利]一种磁性多孔液态金属材料及其制备与应用

说明书

一种磁性多孔液态金属材料，在液态金属内部为多孔结构，且液态金属内部均匀分布有磁粉，在液态金属中加入微纳米级别的铁粉或镍粉或钴粉，然后加入盐酸，搅拌反应消除气泡，得到磁性液态金属；其表面光滑，铁粉与盐酸反应后与液态金属均匀融为一体，将磁性液态金属置入足量盐酸或者氢氧化钠溶液中，加热搅拌反应，使得液态金属漂浮即得；或者，放置在盐酸或者氢氧化钠溶液后，常温静置，待氧化后自然膨胀即得，其密度很小可以在水面漂浮，同时具有磁性材料的特性，可以随磁场运动，也具有液态金属的诸多特性，如加铝片自驱动；调整温度可改变孔的大小，从而实现在水面上的沉浮，其制备工艺简单，产品可具有多种用途。

技术领域

本发明属于多孔金属材料技术领域，特别涉及一种磁性多孔液态金属材料及其制备与应用。

背景技术

液态金属是在常温下呈液态的金属，传统的有汞，但是其毒性限制了其应用，在低温下呈现固体金属性状而在常温或高温下呈现液体形态。液态金属通常以镓金属及其合金为主，包括镓铟合金以及镓铟锡合金等。其具有良好的导电性能以及导热性能，同时具有金属光泽，在液体状态下具有良好的流动性能以及表面张力等特性。液态金属具有一定的浸润性，利用液态金属墨水，可以制成柔性力学传感器，也可以结合其导电性能以及流动性能制成可直接使用电力驱动的电磁泵。另外液态金属还可以在吞食铝片之后自驱动，有望可以在人体内进行运动或进行载药机器人，但是由于其密度大，容易在表面浮着，并贴附在血管壁上，对血液运输造成影响。如果能够实现一种可以在血液中悬浮的液态金属，那么其载药性能会大大提升，并且也提高了安全性。之前用于体内的载药机器人无法同时具有可变形性和磁性，可变形性在血管运动中十分重要，这样避免由于血管尺寸的改变而导致了阻塞或破坏。之前研究的通过通电来控制液态金属的运动，这样对溶液的要求以及外加的设备要求非常高，如果能够具有磁性，这样可以通过外加磁场，而不用接触，就可以直接引导体内液态金属机器人运动到靶向位置。可以将药物直接注射到气孔中，到了靶向位置后，通过改变温度或者酸碱度从而控制药物的释放，因此制备一种可以悬浮多孔的具有磁性的液态金属尤为重要。另外如果液态金属表面容易氧化，容易附着在容器底部。这限制了液态金属的运动能力，如果能让液态金属悬浮或者漂浮起来，那么其运动所受到的阻力会大大减小，因此如果能够制备出可漂浮的磁性多孔液态金属尤为重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种磁性多孔液态金属材料及其制备与应用，可以解决当前液态金属应用中的不足，比如表面容易氧化，导致附着在表面限制运动能力；同时又增加了液态金属的铁磁性质，可以通过外加磁场，而不需要其他介质即可运动，其制备工艺简单，过程可控性强，可以调整相应参数从而调控制备的效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种磁性多孔液态金属材料，在液态金属内部为多孔结构，且液态金属内部均匀分布有磁粉。其密度很小可以在水面漂浮。同时具有磁性材料的特性，可以随磁场运动，也具有液态金属的诸多特性。

通过调整温度，可改变所述多孔结构的孔的大小，从而实现在水面上的沉浮。

本发明还提供了上述磁性多孔液态金属材料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1，在液态金属中加入微纳米级别的铁粉或镍粉或钴粉，然后加入盐酸，搅拌约2分钟反应消除气泡，得到磁性液态金属；其表面光滑，铁粉与盐酸反应后与液态金属均匀融为一体。

步骤2，将磁性液态金属置入盐酸或者氢氧化钠溶液中，加热搅拌反应，使得液态金属漂浮即得；或者，加入盐酸或者氢氧化钠溶液后，常温静置，待氧化后自然膨胀得到能够漂浮的磁性多孔液态金属。

所述液态金属为镓铟合金或者添加有锡、铋等其他金属的镓铟合金。