[发明专利]一种仿纤毛式高精度纳米微滴喷头装置

权利要求书

1.一种仿纤毛式高精度纳米微滴喷头装置，其特征在于，聚对苯二甲酸乙二醇酯喷嘴安装在支架下部，磁场线圈安装在支架上并位于聚对苯二甲酸乙二醇酯喷嘴上方，聚焦超声换能器安装在支架上、且位于磁场线圈上，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯喷嘴主体下方内壁上有仿生纤毛，主体上方为储液腔。

2.根据权利要求1所述的一种仿纤毛式高精度纳米微滴喷头装置，其特征在于，所述的仿生纤毛是由下列步骤制得的：

（1）将磁性粉末和有机硅树脂按照质量比1:1-1:3进行混合，所述磁性粉末为直径50-200nm的钴；

（2）将溶剂二甲苯按和有机硅树脂质量比1：0.1~1.5加入步骤（1）中的混合物中，并使用超声分散器在150-200W功率下进行超声分散6-10min，使用机械搅拌器在1200-1500r/min转速搅拌10-30min，加入有机硅树脂质量10%-20%的硅氧烷并继续搅拌5-10min得到磁性粉末有机硅树脂悬浊液；

（3）将步骤（2）所得的磁性粉末有机硅树脂悬浊液包覆于模板上并填充在模板孔洞中，并压入聚对苯二甲酸乙二醇酯喷嘴主体中，并置于3000-8000GS的均匀磁场中诱导磁性粉末进行自组装过程，并在60-75℃固化6-12小时，使其均匀分布于聚对苯二甲酸乙二醇酯喷嘴主体内壁，后置于95-120℃热水中溶解模板，得到固化磁性粉末有机硅树脂；

（4）对步骤（3）所得固化磁性粉末有机硅树脂进行空气氛辉光等离子体辐照，使其表面活化后用无水乙醇清洗3-5遍并在50-80℃环境下烘干，得到活化磁性粉末有机硅树脂；所述的空气氛辉光等离子体的操作参数为：80-120V电压，1.0-2.0A电流；所述辐照采用14W的200-300nm的紫外光线辐照8-16h；

（5）将步骤（4）中所得活化磁性粉末有机硅树脂浸于经官能团修饰的氧化石墨烯溶液中30-60s，随后以1.0-15cm/min的速度拉出并置于8000-15000GS的均匀磁场中，60-70℃烘干处理，此过程重复3-5次，在活化磁性粉末有机硅树脂表面包覆经官能团修饰的氧化石墨烯，得到不稳定仿生纤毛；

（6）将步骤（5）所得的不稳定仿生纤毛置于14W的350nm紫外光线下照射10-24h，得到稳定的仿生纤毛。

3.根据权利要求2所述的一种仿纤毛式高精度纳米微滴喷头装置，其特征在于，所述的经官能团修饰的氧化石墨烯溶液的制备方法，包括以下步骤：

（1）对于极性液体，官能团为异氰酸酯；

（a）将干燥的氧化石墨烯加入质量比为1:1~5二甲基酰胺中，然后加入和氧化石墨烯质量比为1:0.2~0.5的苯，将混合物置于不锈钢反应釜中加热至90℃反应0.5-2h；

（b）将以上步骤（a）所得倒入三氯乙烯，过滤、洗涤，并重复该步骤5次；

（c）将以上步骤（b）所得置于真空烤箱中60℃干燥即可得异氰酸酯修饰的氧化石墨烯；

（d）将以上步骤（c）所得的异氰酸酯修饰的氧化石墨烯溶于乙醇中，得到经官能团修饰的氧化石墨烯溶液；

（2）对于非极性液体，官能团为丙烯胺；

（a）将氧化石墨烯溶于水中，加入氧化石墨烯与丙烯胺质量比为1:2~6的丙烯胺乙醇溶液，并将混合物置于不锈钢反应釜中加热至90℃反应0.5-2h；

（b）将以上步骤（a）中所得使用50%的酒精溶液清洗5次后使用丙酮清洗1次；

（c）将以上步骤（b）中所得置于真空烤箱60℃干燥即可得丙烯胺修饰的氧化石墨烯；

（d）将以上步骤（c）所得丙烯胺修饰的氧化石墨烯溶于水中，得到经官能团修饰的氧化石墨烯溶液。

4.根据权利要求2所述的一种仿纤毛式高精度纳米微滴喷头装置，其特征在于，所述的模板为聚乙烯醇聚合物制造的多孔的圆台型结构，可溶解于95℃以上热水，模板侧面锥度与聚对苯二甲酸乙二醇酯喷嘴主体锥度相同。

5.根据权利要求2或3所述的一种仿纤毛式高精度纳米微滴喷头装置，其特征在于：所述仿生纤毛高度为1-50um，直径为500-1000nm，每平方毫米面积上仿生纤毛阵列的数目为100-10000。

6.根据权利要求2或3 所述的一种仿纤毛式高精度纳米微滴喷头装置，其特征在于：所述氧化石墨烯厚度为5-50nm。