[发明专利]一种光催化复合微驱动器的制备方法

说明书

本发明涉及微驱动器领域，具体是一种光催化复合微驱动器的制备方法，其具体步骤如下：步骤S1、将二氧化钛和碳酸钙搅拌混合；步骤S2、根据在相同实验条件下的光催化产生气泡效率结果；步骤S3、配置聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶；步骤S4、优选出聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶与TC12混合；步骤S5、DLP光固化打印机调节打印；步骤S6、打印微驱动器结构设计，本发明解决了二氧化钛因表面能过高易团聚导致活性位点降低，通过跨尺度的制备方式，增大二氧化钛反应的接触比表面积，提高其光催化效率。

技术领域

本发明涉及微驱动器领域，具体是一种光催化复合微驱动器的制备方法。

背景技术

微驱动器是指尺寸在微米级别，在不同刺激下可以被驱动的微观器件。近年来，微驱动器发展迅速，在能量、效率、运动行为控制以及速度等方面发展尤为显著，且在应用领域也取得了较大成就，如抗菌、水质检测、体内介入治疗(载药释药)、癌细胞捕捉等，为生物医学领域开辟了一个全新的重要的技术研究领域。同时微驱动器的制备涉及到微观器械装备、机器人学、流体力学、摩擦学及生化传感器等多学科领域，微驱动器的探索研究对于微观科技领域的发展具有深远的理论意义和应前景。

光是一种常见而有效的对于微驱动器的驱动方式，是不仅可以远程控制还可以便捷调节光强和开关，并且只需要对光敏感的部件来进行无线能量传输。

纳米二氧化钛(TiO₂)由于其具有无毒、化学惰性、耐光性、光活性是用于制备光催化微驱动器的优选材料之一。然而TiO₂由于其高表面能而易于聚集和降解，导致比表面积和表面活性位点的减少，这大大减少了光催化剂和燃料有效接触，降低光催化效率。为提高基于TiO₂光催化驱动器的驱动效率，目前研发了几种不同制备方式的驱动器，例如TiO₂/Au驱动器、TiO₂-Au/B驱动器及TiO₂/Ag驱动器等，通过将TiO₂与贵金属复合制备的光催化驱动器，其固有的金属毒性将无法让驱动器应用于生物体内。此外这些Janus驱动器制备过程中设计的贵金属物理气相沉积会使涂层比例难以控制，导致驱动器个体运动行为差异性及可变性。就临床应用而言，TiO₂纳米颗粒由于其特征尺寸容易导致内皮功能和血管舒缩功能障碍而导致内皮渗漏。因此寻找一种合适的制备方式来提高基于TiO₂驱动器的光催化活性，增加接触反应比表面积，以制备高活性光催化驱动器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种光催化复合微驱动器的制备方法。

一种光催化复合微驱动器的制备方法，其具体步骤如下：

步骤S1、将二氧化钛和碳酸钙按照摩尔比分别为1:1、1:2、2:1的比例加入搅拌器中搅拌混合均匀得到TC11、TC12、TC21；

步骤S2、根据在相同实验条件下的光催化产生气泡效率结果，优选出TC混合比例为1:2,即TC12；

步骤S3、配置聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶：聚乙二醇、819光引发剂和苏丹红染色剂按照比例为100ml:1g:0.5g混合，置于转速为800r/min的搅拌器搅拌12小时混合均匀；

步骤S4、优选出聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶与TC12混合，即TC/P的比例为1.25ml:0.045g，搅拌均匀再超声10分钟分散均匀,对照组为聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶与TiO₂混合，即T/P的比例为1.25ml:0.045g；

步骤S5、将设计好的形状结构爪状导入切片软件，DLP光固化打印机调节打印每层曝光的时间为400ms～700ms；

步骤S6、打印微驱动器结构设计，分别打印出不同形状，通过在相同燃料和光照下的实验条件下进行分析其各自驱动行为，优选出非对称爪状结构微驱动器，其自身具有定向驱动性。