[发明专利]人造中空微纳米马达及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及人造马达及其制备方法。

背景技术

微纳米材料科学是当今高新技术发展的前沿，具有独特的声、光、电、热、磁、力性能，为生物医学领域带来了新的机遇。微纳米马达是近年来纳米科学的热点领域，在分子水平上实现马达功能，即完成在微纳米尺度上的负载及定向运输。分子马达是在纳米级尺度内形成和构筑活性结构和实现修复功能的基础，它们能够做到人造机器所不能实现的事情：可以直接地把化学能转化为机械能，而不需要通过中间形式如热能和电能，是当前纳米科学所面临的挑战。近年来，随着科学技术的不断进步和大量人力物力的投入，这方面的研究取得了前所未有的发展，重大成果迭现。

关于阴阳实心球状马达及管状、线形马达已经被广泛研究，这些马达虽然具有较好的运输功能但负载性较差，在实际应用中具有一定局限性。

发明内容

本发明要解决现有的实心球状马达、管状马达及线形马达的负载性差的问题，而提供人造中空微纳米马达及其制备方法。

本发明人造中空微纳米马达，其特征在于人造中空微纳米马达是由1～10个聚电解质双层形成的中空囊状骨架和位于骨架所形成的囊中的微纳米催化剂粒子组成的，其中中空骨架所形成的囊的直径为300nm～1000μm，微纳米催化剂粒子的粒径为3nm～60nm。

人造中空微纳米马达的制备方法按以下步骤进行：

一、制备纳米催化剂粒子；

二、通过化学共沉淀法合成包裹有步骤一所述的微纳米催化剂粒子的内核基底；

三、以步骤二得到的包裹有微纳米催化剂粒子的内核基底为模板，利用层层自组装法将阳离子聚电解质和阴离子聚电解质交替组装到模板上，得到人造中空微纳米马达骨架；

四、将步骤三得到的人造中空微纳米马达骨架用模板溶剂将模板溶解去除，得到人造中空微纳米马达。

人造中空微纳米马达的另一种制备方法按以下步骤进行：

一、制备纳米催化剂粒子；

二、通过化学共沉淀法合成内核基底；

三、以步骤二得到的包裹有纳米催化剂粒子的内核基底为模板，利用层层自组装法将阳离子聚电解质和阴离子聚电解质交替组装到模板上，得到人造中空微纳米马达骨架；

四、将步骤三得到的人造中空微纳米马达骨架用模板溶剂将模板溶解去除，得到人造中空微胶囊。

五、将步骤一制备的微纳米催化剂粒子加入到乙醇的水溶液中，再向其中加入步骤四得到的人造中空微胶囊，静置10～20min后离心，弃去离心液，得到沉淀物，将沉淀物溶于超纯水中，得到人造中空微纳米马达。

本发明另外一种人造中空微纳米马达是由阳离子聚电解质形成的中空囊状骨架和分散在聚电解质层间的微纳米催化剂粒子组成的，其中中空骨架所形成的囊的直径为300nm～1000μm，微纳米催化剂粒子的直径为3nm～60nm。

上述人造中空微纳米马达的制备方法按以下步骤进行：

一、制备微纳米催化剂粒子；

二、通过化学共沉淀法合成内核基底；

三、以步骤二得到的内核基底为模板，利用层层自组装法将微纳米催化剂粒子和阳离子聚电解质交替组装到模板上，得到人造中空微纳米马达骨架；

四、将步骤三得到的人造中空微纳米马达骨架用模板溶剂将模板溶解去除，得到人造中空微纳米马达。

聚合物微胶囊是一种能包覆和保护某些物质的具有聚合物壳材料的半透性或密封的微型“容器”或“包装物”。微胶囊具有保护物质免受环境条件的影响、降低毒性、改善物质的性质和性能、持续释放物质进入外界和将不可混合的化合物隔离等功能。

本发明以微纳米级球状材料为模板，选择合适的高分子聚合物作为壁材，利用层层组装方法，合成微胶囊，将聚合物微胶囊与具有催化性能的金属粒子结合制备出人造中空微纳米马达，将人造中空微纳米马达放置入过氧化氢溶液中，中空微纳米马达通过其内部的催化粒子分解过氧化氢产生氧气，利用氧气气泡作为马达的推动力，进而实现游动，游动方式可为直线或曲线方式游动。

本发明简单易行，工艺稳定，重复性好，便于批量生产，所制备的人造中空微纳米马达，不但具有良好的运输性，而且具有较好的负载功能，在生物医学领域，尤其在控制药物释放、血液净化和临床诊断等多方面具有广泛的应用前景。

本发明制备的人造真空微纳米马达在医学领域有广泛的应用前景。

附图说明