[发明专利]一种气泡驱动的Janus微球-水凝胶二级马达及其制备方法

摘要

本发明公开了一种气泡驱动的Janus微球‑水凝胶二级马达及其制备方法。该马达为自携燃料式二级马达，Fe³⁺交联的物理水凝胶马达为第一级马达，聚苯乙烯微球单面负载Pt形成Janus微马达为第二级马达；该马达能在H₂O₂溶液环境中完成驱动。该制备方法利用溅射镀膜法将Pt负载在聚苯乙烯微球表面形成Janus微马达，基于水凝胶的原位聚合凝胶化和原位合成法，将Janus微马达封装在水凝胶基体中，采用浸泡法得到Fe³⁺物理交联的Janus微马达‑水凝胶，且将Ag催化剂负载在Fe³⁺交联的Janus微马达‑水凝胶基体表面，形成二级马达；本发明制备方法工艺简单，制备条件温和，设备要求低，适用于工业化生产。

主权项

1.一种气泡驱动的Janus微球‑水凝胶二级马达的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）取聚苯乙烯微球分散液分散在乙醇中，超声处理分散均匀后，用移液枪移取至玻璃基板上，自然条件下干燥，放入溅射镀膜仪中镀Pt薄层，形成Janus微马达，并通过在乙醇中超声取下玻璃板上的Janus微马达，干燥；（2）取锂藻土并分散在去离子水中，搅拌分散均匀，得到锂藻土分散液；（3）将水凝胶单体和Janus微马达加入锂藻土分散液中，搅拌使水凝胶单体溶解，并使Janus微马达均匀分散在水凝胶单体溶解的锂藻土分散液中，通氮气除氧；（4）在步骤（3）最终得到的混合溶液中加入交联剂和引发剂，并搅拌混合均匀；（5）将步骤（4）最终得到的混合溶液置于所需马达形状对应的模具中并密封，保温反应，得到Janus微马达‑水凝胶，置于Fe³⁺溶液中浸泡后，再于去离子水中浸泡，得到Fe³⁺物理交联的Janus微马达‑水凝胶；（6）利用银氨溶液原位生成Ag的方法在步骤（5）得到的Fe³⁺物理交联的Janus微马达‑水凝胶表面上负载上Ag催化剂，得到所述气泡驱动的Janus微球‑水凝胶二级马达。