[发明专利]一种具有超滑表面的昆虫机器人、加工方法及应用

权利要求书

1.一种具有超滑表面的昆虫机器人的制备方法，其特征在于，所述昆虫机器人具有仿形结构，由下到上依次由石墨烯氧化物层(2)及还原石墨烯氧化物层(1)组成，所述还原石墨烯氧化物层(1)为多孔结构，是由激光对石墨烯氧化物膜加工得到；还原石墨烯氧化物层(1)的表面灌注有润滑油(3)，润滑油(3)渗入到还原石墨烯氧化物层(1)的孔洞中；

所述制备方法具体步骤如下：

(1)石墨烯氧化物膜的制备：用去离子水将滤膜润湿后，平放到沙形漏斗内，然后加入石墨烯氧化物溶液，利用真空抽滤机进行抽滤，形成石墨烯氧化物膜；

(2)多孔结构的制备：利用激光加工上方片层的石墨烯氧化物膜得到还原石墨烯氧化物层，下方片层未经加工部分为石墨烯氧化物层；

(3)昆虫机器人的制备：将润滑油注入上述制备的具有多孔结构的还原石墨烯氧化物层中以制备超滑表面，并通过裁剪，制备出昆虫机器人。

2.如权利要求1所述的一种具有超滑表面的昆虫机器人的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述石墨烯氧化物溶液，具体合成步骤为：

首先，将NaNO₃和石墨粉按照质量比为1:1-1:4在冰浴条件0-3℃下混合、加入90-120mL浓硫酸；然后，加入7-15g高锰酸钾，保持冰浴条件0-5℃并以800-1000r/min的转速搅拌60-110min；随后，将混合物依次升温至35-45℃和90-100℃，在这两个温度范围搅拌保温并注入去离子水，保温时间分别为1h-3h和15-30min，注入去离子水量依次为60-100mL和100-200mL，所用注水时间分别为20-40min和5-10min，保持搅拌转速为800-1000r/min；再加入10-20mL体积浓度为30％的过氧化氢，关掉加热并继续搅拌12-20min，然后使其沉降18-30h；沉降完毕后倒掉上层清液，用去离子水稀释酸性产物，并以8000-15000r/min的转速离心12-18min，重复15-20次，直至上层清液pH值为7；最后，将产物悬浊液以1000-1500r/min的转速离心10-20min，重复3-5次，直至无肉眼可见的黑色石墨颗粒，即得到浓度为2-10mg/mL的石墨烯氧化物溶液。

3.如权利要求1所述的一种具有超滑表面的昆虫机器人的制备方法，其特征在于，所述的利用真空抽滤制备石墨烯氧化物膜时，加入石墨烯氧化物溶液的速度为0.1-0.3mL/s，加入的石墨烯氧化物溶液的总量为10-30mL，抽滤时间为6h-12h，得到的石墨烯氧化物膜厚度为15-30μm，所含多层石墨烯氧化物的片层数为1×10³-1×10⁴。

4.如权利要求1所述的一种具有超滑表面的昆虫机器人的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的滤膜的孔径为0.1-0.3μm；步骤(2)所述的具有多孔结构的还原石墨烯氧化物层(1)的厚度为10-100μm，未被还原的石墨烯氧化物层(2)的厚度为5-10μm。

5.如权利要求1所述的一种具有超滑表面的昆虫机器人的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的激光是由波长9-11μm的二氧化碳激光器产生的，采用的功率为2W-8W。

6.如权利要求1所述的一种具有超滑表面的昆虫机器人的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的使用的润滑油(3)的体积为0.5mL-2mL，裁剪制备长条状的昆虫机器人，其宽度为1-2cm，长度为1-3cm。

7.一种具有超滑表面的昆虫机器人，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到。

8.如权利要求7所述的一种具有超滑表面的昆虫机器人，其特征在于，所述的润滑油(3)为3M氟化润滑油、杜邦润滑油、硅油或食用油。

9.如权利要求7所述的一种具有超滑表面的昆虫机器人，其特征在于，所述的还原石墨烯氧化物层(1)的厚度为10-100μm；所述的石墨烯氧化物层(2)的厚度为5-10μm；所述的润滑油(3)厚度为5-10μm。

10.如权利要求1所述的一种具有超滑表面的昆虫机器人用于实现液体在各向异性运输方面的应用。