[发明专利]一种氧空位型光驱动微球马达

说明书

本发明属于微纳马达材料的技术领域，本发明的目的在于提供一种氧空位型光驱动微球马达，设计的氧空位型Cu₂O微球马达可以在纯水中保持高速运动。其为氧空位型的微球马达，运动受光照控制；本发明还提供了一种氧空位型光驱动微球马达的制备方法，将铜源溶液与NaOH和葡萄糖混合反应，制得氧空位型Cu₂O微球马达。本发明的微球马达能够吸收200‑800 nm的光波，在多光谱下实现高效驱动，适用性强；以纯水作为马达的燃料液，安全无害；且制备方法简单易行，原材料价格低廉，成本低，适于大规模的生产制备，微球马达在环境净化和生物医疗领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于微纳马达材料的技术领域，具体涉及一种氧空位型光驱动微球马达。

背景技术

微纳马达是指尺寸在纳米或者微米级别的可以将外界各种能量（光、声、磁、电、化学能等）转化为机械能的可运动的微型器件。得益于微纳马达独特的运动特性，微纳马达已经在环境检测与治理，靶向医疗，药物运输，DNA识别等领域展现出巨大的应用前景。目前，微纳马达通过驱动方式可以分为，光驱动型，电场驱动型，磁场驱动型，热场驱动型，化学驱动型，超声驱动型，其中，光催化型微纳马达由于其出色的光催化性能和运动远程可控的特性已经显示出在实际应用中的巨大潜力。

但是，不可否认的是目前仍然存在着许多问题与挑战制约着光催化型微纳马达的进一步发展。第一，目前光催化驱动的微纳马达的成本较高，制备过程复杂，不适用于大规模的生产制备。第二，光催化剂在光催化驱动型微纳马达的设计中发挥着关键作用，目前大多数光催化型微纳马达其有效吸收的光谱范围不够广，无法覆盖所有可见光和紫外光范围。因此，设计制备出具有宽的光吸收范围的性能更加优异的光催化剂，提高光催化效率始终是增强光催化型微纳马达推进力的关键所在。第三，在实际应用中，安全有效的能量输入是重要的考虑因素，能量输入包括两个部分：光和燃料。对于光，可见光显然是光催化驱动型微纳马达的理想光源，然而目前大多数可见光驱动微纳马达以有毒的H₂O₂为燃料，难以实际应用。燃料液是光催化驱动型微纳马达实现运动的另一个关键因素。

目前，光催化型微纳马达的燃料主要是H₂O和H₂O₂，虽然H₂O是理想的燃料，但是，水燃料驱动的微纳马达的速度太慢无法满足实际需要；H₂O₂燃料可以为马达提供很强的推进力，但它的毒性限制了马达的应用范围。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种氧空位型光驱动微球马达，设计的氧空位型Cu₂O微球马达可以在纯水中保持高速运动。

本发明的技术内容如下：

一种氧空位型光驱动微球马达，其为氧空位型Cu₂O微球马达，可命名为Cu₂₊₁O微球马达，形状为球形；

该微球马达的运动受光照控制；

该微球马达的驱动燃料包括纯水；

该微球马达吸收光波的范围为200-800 nm。

本发明还提供了一种氧空位型光驱动微球马达的制备方法，将铜源溶液与NaOH和葡萄糖混合反应，制得Cu₂₊₁O微球马达。

所述铜源溶液为将铜源物质与水、乙醇混合，所述铜源物质包括乙酸铜。

具体操作为先将铜源溶液加热，之后再加入NaOH和葡萄糖，充分搅拌使之反应，得到红黑色沉淀物，将红黑色沉淀物洗涤干燥，即得到Cu₂₊₁O微球马达。

本发明还提供了所述氧空位型光驱动微球马达在环境净化和生物医疗领域的应用。

本发明的有益效果如下：