[发明专利]一种基于微流控的微纳马达及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种基于微流控的微纳马达及其制备方法与应用，属于微纳马达制备技术领域。本发明采用微流控的方式制备单分散聚苯乙烯微球，能够精准控制最终微纳马达的尺寸；同时，将流动聚焦型微流控芯片的微通道尺寸设置为100μm，使单分散聚苯乙烯微球的粒径降低为1～5μm，且得到的单分散聚苯乙烯微球分散性好；后续经离子溅射，能够得到Janus微纳马达。

技术领域

本发明涉及微纳马达技术领域，尤其涉及一种基于微流控的微纳马达及其制备方法与应用。

背景技术

目前能够制备的球状微纳马达的方法主要有模板法和水热合成等方法，但是这些制备工艺通常较为复杂和繁琐，并且存在微纳马达的粒径难以进行精确地调控的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于微流控的微纳马达及其制备方法与应用。本发明提供的制备方法能够精准调控微纳马达的粒径，具有很大的应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于微流控的微纳马达的制备方法，包括以下步骤：

以聚苯乙烯甲苯溶液作为分散相溶液，以聚乙烯吡咯烷酮-十二烷基硫酸钠水溶液作为连续相溶液；将所述分散相溶液和连续相溶液通过气管与流动聚焦型微流控芯片、气压控制器和收集端瓶子连接起来，调节所述分散相溶液和连续相溶液的气压，形成尺寸可精确调节的单分散均匀液滴；所述流动聚焦型微流控芯片的微通道尺寸为100μm；

将所述单分散均匀液滴收集起来搅拌，然后经清洗，形成单分散聚苯乙烯微球；

将所述单分散聚苯乙烯微球与水混合形成分散液，将所述分散液滴加到盖玻片上，经干燥，得到微球覆盖盖玻片；

以铂为靶材，对所述微球覆盖盖玻片的微球侧进行离子溅射，形成微纳马达。

优选地，所述聚苯乙烯甲苯溶液中聚苯乙烯的质量百分含量为1.0～1.5％。

优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮-十二烷基硫酸钠水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量百分含量为2～5％；所述聚乙烯吡咯烷酮-十二烷基硫酸钠水溶液中十二烷基硫酸钠的质量百分含量为5～8％。

优选地，所述分散相溶液的气压为372.33～382.50mbr，所述连续相溶液的气压为615.00～623.67mbr。

优选地，所述搅拌的转速为100～200rpm，时间为24～48h。

优选地，所述单分散聚苯乙烯微球的粒径为1～5μm。

优选地，所述分散液中单分散聚苯乙烯微球的质量含量为0.3～0.5％。

优选地，所述离子溅射的参数包括：离子溅射的真空度小于8Pa，离子溅射的时间为10s～100s。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的微纳马达，所述微纳马达为Janus微纳马达；所述微纳马达一半是铂包覆聚苯乙烯，另一半仅仅是聚苯乙烯。

本发明还提供了上述技术方案所述的微纳马达在化学传感、生物医疗、环境保护和药物传递领域中的应用。

本发明提供了一种基于微流控的微纳马达的制备方法，包括以下步骤：以聚苯乙烯甲苯溶液作为分散相溶液，以聚乙烯吡咯烷酮-十二烷基硫酸钠水溶液作为连续相溶液；将所述分散相溶液和连续相溶液通过气管与流动聚焦型微流控芯片、气压控制器和收集端瓶子连接起来，调节所述分散相溶液和连续相溶液的气压，形成尺寸可精确调节的单分散均匀液滴；所述流动聚焦型微流控芯片的微通道尺寸为100μm；将所述单分散均匀液滴收集起来搅拌，然后经清洗，形成单分散聚苯乙烯微球；将所述单分散聚苯乙烯微球与水混合形成分散液，将所述分散液滴加到盖玻片上，经干燥，得到微球覆盖盖玻片；以铂为靶材，对所述微球覆盖盖玻片的微球侧进行离子溅射，形成微纳马达。