[发明专利]一种用于自驱动的聚氨基酸微纳米马达的制备方法

说明书

本发明属于纳米技术领域，具体公开了一种用于自驱动的聚氨基酸微纳米马达的制备方法。该方法包括三电极电解池的组装、聚氨基酸微纳米管的制备、聚氨基酸/金属微纳米管的制备、聚氨基酸微纳米管状马达的释放；该微纳米马达具有制备方法简单，材料生物相容性好，生物降解性高等特点，利用本发明的聚氨基酸微纳米马达可以在相应的燃料溶液中实现自驱动，拓展微纳米马达在生物医学、化学、环境等领域的应用空间。

技术领域

本发明属于纳米技术领域，具体涉及到一种用于自驱动的聚氨基酸微纳米马达的制备方法。

背景技术

近年来，随着纳米技术的快速发展，具有自驱动能力的人造微纳米马达成为纳米科学界研究的热点。一般来说，微纳米马达，是一种能够将化学能、光能、电能等转化为运动动能或者驱动力的微纳米装置，其特征尺寸一般为几纳米到几微米，并且具有重量轻、体积小、输出推力大(特征尺寸在几十纳米的纳米马达能够输出大约几微牛顿的推力)，功耗低等突出优点。目前，按驱动机制来分微型人造马达主要有：自电泳，气泡推动，自扩散和外部刺激(例如光，磁，超声波)四种。

现阶段，构建微纳米马达的关键是基体材料的设计与制备，其中，聚苯胺(PANI)，聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)和还原氧化石墨烯是现有构建不同种类微纳米马达最常用的基体材料，它们均具有良好的导电性可以有利于内部催化型金属和金属氧化物的电聚合。但是，前两种属于高分子聚合物，毒性大，且生物降解性差，而还原氧化石墨烯在环境中和生物体内的毒性和生物降解性仍然是不确定的，且三者均存在表面官能团少的缺点。聚氨基酸(PAA)是一种具有良好生物降解性，生物相容性和侧链官能团(如羟基，羧基，巯基和氨基等)的物理和化学特性的高分子化合物，具有生物可降解性、无毒、不破坏生态环境，实验表明在环境中聚氨基酸28天的降解率可达76％，最终降解为没有任何毒性的水和二氧化碳，因此它具有良好的生物相容性，可替代许多对环境造成污染的化学品，被人们誉为“绿色”产品。但传统的聚氨基酸合成法步骤复杂，易产生有毒的副产物，且由于自身的机械性能差，限制了其发展。综上可见，探索并发明一种无毒，生物相容性好，生物降解性强的聚氨基酸微纳米马达制备方法，对于拓展人造微纳米马达的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术之不足，提供一种用于自驱动的聚氨基酸微纳米马达的制备方法，拓展人造微纳米马达的应用空间。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

一种用于自驱动的聚氨基酸微纳米马达的制备方法，按如下步骤进行：

S1三电极电解池的组装：取聚碳酸酯多孔膜，将其一面喷镀厚度为50～100nm的稳定金属，然后与铝箔连接作为工作电极组装在电解池的下方，以银-氯化银电极为参比电极，铂丝电极为对电极，构成三电极电解池；

S2聚氨基酸微纳米管的制备：以磷酸盐缓冲液为溶剂，配制氨基酸溶液，将该氨基酸溶液作为三电极电解池的电解质溶液，使用电化学聚合法在聚碳酸酯多孔膜中制得聚氨基酸微纳米管；

S3聚氨基酸/金属微纳米管的制备：向三电极电解池中加入金属离子溶液，采用电化学沉积法将该金属或金属氧化物填充到聚氨基酸微纳米管内，制得聚氨基酸/金属微纳米管；

S4聚氨基酸微纳米管状马达的释放：去除步骤S3得到的聚氨基酸/金属微纳米管中的聚碳酸酯膜，即得。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

步骤S1中所述的多孔膜孔径为0.05～5μm。

步骤S1中所述的稳定金属为金或铂的一种。

步骤S2中所述的磷酸盐缓冲液的pH为5.0～7.0。

步骤S2中所述的氨基酸溶液的浓度为0.1～3mmol/L。