[发明专利]一种纳米马达及其制备方法

说明书

本发明一种纳米马达及其制备方法，简化了制备工艺，可通过磁场进行驱动。纳米马达为两个粘结在一起的球体，球体的半个球面上蒸镀有粘附层金属和磁性金属，粘附层金属位于球体和磁性金属之间，所述纳米马达的直径为500nm～40μm。制备方法包括：将球体铺展在洁净的玻璃板上，形成单层膜球体；在单层膜球体上蒸镀粘附层金属；在粘附层金属上继续蒸镀磁性金属；蒸镀完成后，将玻璃板置于含有去离子水的培养皿中，并移置超声波环境中超声数分钟，得到半包覆的磁性球体；用容器吸取含有半包覆的磁性球体的悬浮液，并向悬浮液施加振荡磁场，单个磁性球体在磁场作用下会组装成由两个单个磁性球体粘结在一起的纳米马达。

技术领域

本发明属于纳米马达及其制备领域，更具体的说是一种纳米马达及其制备方法。

背景技术

2016年诺贝尔化学奖颁给了研究世界最小机器的分子机器，这为研究微纳米尺度的微小机器推向了高潮。微纳米马达是一种能够将其他形式的能量转化为动能产生自主运动的微纳米器件。由于这种独特的性质，因此在药物输送、生物传感、微修复等方面有着许多引人瞩目的应用前景。

自从2004年Paxton等人发现微纳米Au-Pt双金属棒以来，研究学者对于微纳米马达已经了解甚多。人们发现微纳米马达个体运动模式多达数十种，到目前为止，人们发现马达能量来源主要来源于两类：一类是以胶体颗粒表面粒子浓度梯度为代表的化学场，另一类是通过施加额外的超声场、热场、磁场等。化学驱动的微纳米马达一般具有比较快的速度，但是由于需要化学试剂和反应，这种微纳米马达在真正的生物医疗等领域面临巨大问题；外源驱动的微纳米马达以磁场驱动微纳米马达为代表，不仅不使用H₂O₂等化学试剂，同时还能够精确地控制马达的运动方向，所以目前微纳米马达较多通过外源磁场刺激马达，实现其自主运动。

磁控微纳米马达到目前为止，根据其运动机理磁控马达可以分为三类：螺旋摆动型、螺旋推进型以及表面作用驱动型。通过比较可以发现，磁控螺旋摆动型和螺旋推进型微纳米马达一般通过电沉积或者微纳米加工等工艺加工完成，但一般工艺比较复杂。为了简化加工复杂性，Tierno等人根据类似的旋转的运动的思想，首次制备出的表面作用驱动型马达，相比较而言马达的制备工艺稍微简化，但其运动速度过慢。

本专利提出了一种新型的纳米马达并且简化了纳米马达的制备工艺。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种新型纳米马达及其制备方法，简化马达的制备工艺，可以通过磁场进行驱动。

为解决上述技术问题，本发明一种纳米马达为两个粘结在一起的球体，所述球体的半个球面上蒸镀有粘附层金属和磁性金属，所述粘附层金属位于球体和磁性金属之间，所述球体均是蒸镀有粘附层金属和磁性金属的一面粘结在一起。所述纳米马达的直径为500nm～40μm。

所述的粘附层金属10nm厚，所述的磁性金属为15nm厚。

所述的粘附层金属为金属Cr或金属Ti，所述的磁性金属为磁性Ni、磁性Fe、磁性Co、Fe-Co合金、Fe-Ni合金、Co-Ni合金或者Fe-Co-Ni合金中的一种。

所述的球体为PS球、SiO₂球或PMMA球中的一种。

纳米马达的制备方法包括：

步骤1：将球体铺展在洁净的玻璃板上，形成单层膜球体；

步骤2：在单层膜球体上蒸镀粘附层金属；

步骤3：在粘附层金属上继续蒸镀磁性金属；

步骤4：蒸镀完成后，将玻璃板置于含有去离子水的培养皿中，并移置超声波环境中超声数分钟，得到半包覆的磁性球体；