[发明专利]一种形状可控的智能响应微球及其制备方法

说明书

一种形状可控的智能响应微球及其制备方法，将醋酸纤维素溶解于N,N二甲基甲酰胺中，然后加入二氯甲烷，得到油相；将十二烷基硫酸钠溶于水中，得到水相；在搅拌下，将油相滴入水相中，得到分散液，冷冻干燥，然后分散于聚乙烯醇溶液中，再浇筑于聚四氟乙烯模具中，固化，得到薄膜；将薄膜在加热下沿不同方向拉伸，溶解于水中，搅拌至薄膜溶剂溶解，离心水洗，冷冻干燥，得到形状可控的智能响应微球。本发明基于醋酸纤维素中的氢键交联作用，可以通过加热的方式实现微球的微观形状记忆性能。本发明不仅可以调控微球的大小，并且可以在二维甚至三维空间上调控微球的形状。这种能够响应外部刺激从而控制形状转换的微球具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及智能微球制备领域，具体涉及一种形状可控的智能响应微球及其制备方法。

背景技术

众所周知，自然界中存在大量微观粒子，如病毒、细菌、细胞等，而这些微粒在生物体内的最终分布、传递和生物活性主要取决于微粒大小，形貌以及表面特性。在微纳尺度上调控这些特性并能够根据需要随时切换这些特性能够显著拓展材料的实际应用前景，尤其是在药物递送、微型传感器和微型马达等领域中。目前许多方法(种子分散聚合法，乳液聚合法，电喷射法，微流控代等)已被用于制备多种形状各异的微粒，如树莓状，橡子状，圆柱状，碗状等。但是目前这些微粒只能适用于单一的微环境中，不能针对微环境的各种变化调控其微观形貌，从而满足各种实际应用的需求。

形状记忆聚合物(Shape memory polymer)作为一种智能材料，能够在外界刺激下发生形状的转变，并在一定条件下保持该暂时形状，而当刺激条件再次施加时能够自主回复到原始形状。这种形状变换特性在宏观尺度上已有广泛的研究，并已初步应用于航空航天、生物医疗、智能驱动器等领域。

发明内容

本发明目的在于提供一种形状可控的智能响应微球及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种形状可控的智能响应微球的制备方法，包括以下步骤：

1)制备油相：将醋酸纤维素溶解于溶剂中，然后加入二氯甲烷，超声分散均匀，得到油相；

制备水相：将十二烷基硫酸钠溶于水中，得到水相；

2)在搅拌下，将油相逐滴滴入水相中，滴毕后搅拌均匀，得到分散液，将分散液用热水水洗后冷冻干燥，得到形状记忆微球；

3)通过超声将形状记忆微球分散于聚乙烯醇溶液中，然后浇筑于模具中，固化，得到负载有微球的PVA薄膜；

4)将负载有微球的PVA薄膜在加热下沿不同方向拉伸，冷却后，溶解于水中，搅拌至薄膜溶解，离心水洗，然后冷冻干燥，得到形状可控的智能响应微球。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，醋酸纤维素中羟基质量含量为8.7％、4.0％或3.5％；醋酸纤维素的质量为溶剂质量的5％-8％；溶剂为N,N二甲基甲酰胺、二甲亚砜或者四氢呋喃。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，二氯甲烷溶液的加入量为溶剂体积的4-6倍；超声功率为400W，时间为2-5min。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，水相中十二烷基硫酸钠溶液的质量浓度为0.5％-1％wt，水的用量为溶剂体积的20-25倍。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，还向水中加入光热填充材料。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，光热填充材料为多壁碳纳米管、氧化石墨烯或聚多巴胺；光热填充材料的用量为醋酸纤维素质量的20％-40％。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，搅拌器转速为500rpm～2000rpm，滴毕后搅拌时间为12-18h。