[发明专利]基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的装置、方法及应用

权利要求书

1.基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的装置，其特征在于，包括底板，第一点胶针头，第二点胶针头，内相玻璃管，外相玻璃管，紫外灯头和收集软管；第一点胶针头和第二点胶针头并排固定在底板上，内相玻璃管的一端口与第一点胶针头的腔体连通，外相玻璃管的一端口与第二点胶针头的腔体连通，内相玻璃管的另一端口穿过第二点胶针头的腔体后伸入外相玻璃管中；紫外灯头置于外相玻璃管的上方，外相玻璃管的另一端口与收集软管固定连接且与收集软管内部空间相连通；

将外相流体通入第二点胶针头中，然后进入外相玻璃管，待外相流体流出其出口时，通过第一点胶针头和内相玻璃管通入内相流体；

由于外相流体剪切力的作用，内相流体在内相玻璃管的出口处形成由外相流体所包覆的液滴，液滴流经紫外曝光区域，曝光固化后随外相流体流入收集软管；

收集得到液滴之后进行清洗，分别除去外相流体和未固化的内相溶液，将得到的新月形微颗粒静置于过硫酸铵水溶液，在60℃-70℃的环境中进一步交联陈化，对交联陈化后的颗粒进行干燥后对其进行高温烧结得到新月形陶瓷微颗粒。

2.如权利要求1所述的基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的装置，其特征在于，还包括分别用于注射内相流体和外相流体的注射器，所述第一点胶针头，第二点胶针头分别连接有注射器，注射器与流量泵连接。

3.如权利要求1所述的基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的装置，其特征在于，所述底板为载玻片，所述内相玻璃管、外相玻璃管均为长度50-70mm的毛细玻璃管，所述内相玻璃管，外相玻璃管与所述载玻片固定连接。

4.基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的方法，采用权利要求1-3任一项所述的装置执行，其特征在于，所述内相流体为混有丙烯酰胺单体、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、光引发剂1173、氧化铝纳米分散液的浆料溶液，所述内相流体中氧化铝纳米颗粒的浓度固定为70-71wt.％，丙烯酰胺单体的浓度固定为7.0-7.6wt.％，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的浓度固定为1.0-1.4wt.％，光引发剂1173的浓度为3vt.％-5vt.％。

5.基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的方法，采用权利要求1-3任一项所述的装置执行，其特征在于，所述外相流体为溶有表面活性剂EM 90的硅油溶液，表面活性剂EM 90的浓度为1-3vt.％。

6.如权利要求4所述的基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的方法，其特征在于，所述内相流体中氧化铝纳米颗粒的浓度优选为70.7wt.％，所述丙烯酰胺单体的浓度优选为7.3wt.％，所述N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的浓度优选为1.2wt.％，所述光引发剂1173的浓度优选为4vt.％。

7.如权利要求5所述的基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的方法，其特征在于，所述表面活性剂EM 90的浓度优选为2.0vt.％。

8.基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的方法，采用权利要求1-3任一项所述的装置执行，其特征在于，高温烧结的具体方法为：600℃之前以1℃/min进行升温，在113-115℃，234-236℃，373-375℃，494-496℃，600℃时分别保温1小时，600℃之后以5℃/min升温至1549-1551℃，并保温2小时，之后随炉冷却至常温。

9.如权利要求4所述的基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的方法，其特征在于，所述氧化铝纳米分散液的制备方法为：将氧化铝粉末加入0.8-1.2wt.％柠檬酸铵分散剂后溶于水中，并球磨12-36小时。

10.基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的方法，采用权利要求1-3任一项所述的装置执行，其特征在于，过硫酸铵溶液的配制方法为：称取过硫酸铵固体粉末，加入到水中达到1-5wt.％，振荡10秒-1分钟。

11.如权利要求1-3任一项所述的基于微流控芯片制备新月形陶瓷颗粒的装置和/或权利要求4-10任一项所述的方法制备的新月型陶瓷颗粒在微型机器人、微机电系统和生物技术领域中的应用。