[发明专利]一种核壳状液态金属纳米颗粒及利用功率超声制备的方法

说明书

本发明涉及一种核壳状液态金属纳米颗粒及利用功率超声制备的方法，提出一种对液态金属纳米颗粒进行改性以提高其光热性能和光热稳定性的方法。本发明通过曝气辅助超声法可以实现多种单体在液态金属纳米颗粒表面的接枝聚合。对制备的液态金属杂化纳米颗粒在近红外光照射下的光热转换性能和光热稳定性进行探究，在近红外光多次循环照射后，与纯液态金属纳米颗粒相比，改性后的液态金属杂化纳米颗粒的光热转换率和光热稳定性得到有效提高和改善。这种液态金属纳米颗粒的制备及改性方法操作简单，且改性后纳米杂化颗粒光热性能优异，为其在生物医疗领域的应用奠定基础。

技术领域

本发明属于纳米颗粒材料及制备方法，涉及一种核壳状液态金属纳米颗粒及利用功率超声制备的方法，是提高液态金属纳米颗粒光热性能及光热稳定性的方法。具体涉及利用超声化学法进行表面接枝聚合制备具有核壳结构的液态金属纳米颗粒从而提高液态金属纳米颗粒的光热性能及光热稳定性。

背景技术

液态金属(LM)是一种熔点在室温以下或室温左右的金属材料，一般有钫(Fr，27℃)，铯(Cs，28.40℃)，铷(Rb，38.89℃)，汞(Hg，-39℃)，镓(Ga，29.8℃)，但是钫、铯、铷均具有较强的放射性，汞又具有很强的挥发性以及毒性，对人体伤害很大，相比而言，镓基液态金属不仅保持液态金属低粘度，高导热和高导电性等基本属性，而且具有良好的生物相容性、不易挥发，且没有放射性等优点。由于LM表面张力大、尺寸控制性差、表面功能化困难等问题，限制了其应用领域。而液态金属纳米粒子(LMNPs)具有尺寸小、优异的光热转换特性等优点，使其在生物医药领域具有较好的应用前景。然而，表面未修饰的LMNPs由于存在不规则氧化层会大大降低其光热效率，为此，近年来有文献报道采用PDA、黑色素等光热分子对其表面进行修饰，发现可显著提升未修饰LMNPs的光热效率，但受热氧化后不可避免的产生变形和团聚等，致使其在溶剂中稳定性差，光热性能不可逆等问题。因此选择合适的分子和工艺对其进行表面修饰和功能化制备出光热性能稳定、光热转化效率高的LMNPs是目前所面临的挑战。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种核壳状液态金属纳米颗粒及利用功率超声制备的方法，分别以镓基液态金属为基体，通过水浴超声和曝气辅助超声化学法实现LMNPs的表面修饰于功能化，与未修饰LMNPs相比，有效地提高和改善了液态金属杂化纳米颗粒的光热转换率和光热稳定性，为其在生物医疗领域奠定基础。

技术方案

一种核壳状液态金属纳米颗粒，其特征在于由液态金属、刺激响应性聚合物经超声表面接枝制成，液态金属与聚合物的质量百分比为：液态金属的占比在90-99％以上，聚合物的占比为1-10％。

所述聚合物为：聚N-异丙基丙烯酰胺PNIPAM、聚2-甲基-2-丙烯酸-2-2-甲氧基乙氧基乙酯MEO₂MA、聚寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯POEGMA，聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯PDEAEMA、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯PDMAEMA中的一种或几种。

所述液态金属为镓铟合金、镓铟锡合金中的一种或几种。

一种利用功率超声制备核壳状液态金属纳米颗粒的方法，其特征在于：所述核壳状液态金属纳米颗粒为增强光热循环稳定性的核壳状液态金属纳米颗粒，制备步骤如下：

步骤1：将液态金属置于盐酸多巴胺溶液中，冰水浴冰温度5-15℃条件下利用水浴式超声机超声30min，离心得到LMNPs@PDA①纳米颗粒；

所述盐酸多巴胺溶液的pH为7-7.5；