一種基于親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的微型機器人的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的微型機器人的制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法是先除去銅網(wǎng)或銅箔的表面油污和氧化層，然后進行氧化粗糙處理，再將經(jīng)氧化粗糙處理后得到的銅基還原成紅色，并進入HAuCl4溶液反應、洗滌，然后浸入的HS(CH2)9CH3和HS(CH2)10COOH溶液中反應一段時間。本發(fā)明方法得到的微型機器人，在環(huán)境pH的交替改變刺激下，界面的超親/疏水性質(zhì)可以實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)換，且接觸角可變幅度大，在pH＝1的緩沖液中的接觸角＝139.0°，在pH＝12的緩沖液中的接觸角＝41.3°。
【專利說明】
一種基于親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的微型機器人的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的微型機器人的制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超親(疏)水界面材料在先進醫(yī)療器械、交通運載工具、油乳分離和水環(huán)境治理等領(lǐng)域具有重要的應用前景，超親(疏)水界面的設(shè)計與構(gòu)筑一度成為國內(nèi)外學界普遍關(guān)注的熱點。然而，界面超親水和疏水性質(zhì)之間的智能轉(zhuǎn)換則是該領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢。在環(huán)境PH的交替改變刺激下，界面的超親/疏水性質(zhì)可以實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)換;此外，對光、電和溫度等環(huán)境因素具有親/疏水智能應答的界面也有報導。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種基于親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的微型機器人的制造方法。
[0004]本發(fā)明所述一種基于親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的微型機器人的制造方法，制備得到的微型機器人，在環(huán)境PH的交替改變刺激下，界面的超親/疏水性質(zhì)可以實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)換。
[0005]所述方法，包括如下步驟:
[0006](I)將銅網(wǎng)或銅箔(Cu 99.9%)，進行洗滌除去表面油污和氧化層；
[0007](2)進行氧化粗糙處理；
[0008](3)將經(jīng)氧化粗糙處理后得到的銅基還原成紅色；
[0009](4)將還原后的銅基立即浸入HAuCl4溶液反應，反應后洗滌并浸入到HS(CH2)9CH3和HS(CH2)iqCOOH的混合溶液中反應一段時間，得到微型機器人。
[0010]按上述方法得到的微型機器人放置在不同pH的溶液中，表現(xiàn)出不同的接觸角。
[0011]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述步驟(I)的洗滌，是用丙酮、乙醇、水各超聲洗滌lOmin，三次后用IM HCl洗滌。
[0012]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述步驟(2)的氧化粗糙處理是采用0.05M?0.5M的K2S2O8^Pl.0M?2.5M的NaOH處理30min?60min。
[0013]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述步驟(3)，具體是:經(jīng)氧化粗糙處理好的銅基，經(jīng)水洗并且烘干，先180 °C處理2h，再在H2流中處理至其還原為紅色。
[0014]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述步驟(4)中，浸入HAuCl4溶液反應是在室溫下反應5min。
[0015]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述步驟(4)中，HAuCl4溶液的濃度為4.856mM。
[0016]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述步驟(4)中HS(CH2)9CH3和Hs(CH2)1QCOOH溶液的體積比為9:1;其中 HS(CH2)iqC00H的濃度為0.238/1、肥(012)9013的濃度為0.21441111/1。
[0017]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述步驟(4)中的洗滌是先水洗，再乙醇洗。
[0018]本發(fā)明的微型機器人在pH= I的緩沖液中的接觸角=139.0°，在pH = 12的緩沖液中的接觸角= 41.3°。
[0019]本發(fā)明的有益效果:
[0020]本發(fā)明方法簡便、易操作，得到的產(chǎn)品親疏水性能可變幅度大，接觸角可變幅度大，在pH=l的緩沖液中的接觸角= 139.0°，在pH=12的緩沖液中的接觸角=41.3°。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是氧化粗糙處理后的銅網(wǎng)的電鏡圖；
[0022]圖2是親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的銅網(wǎng)在pH=I和pH= 12下的接觸角。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明:
[0024]實施例1:銅網(wǎng)的氧化粗糙處理
[0025]取合適大小的銅網(wǎng)或銅箔(Cu 99.9%)，用丙酮、乙醇、水各超聲洗滌lOmin，三次后用IM HCl洗滌，除去表面油污和氧化層后，隨即后續(xù)氧化粗糙處理。
[0026]銅網(wǎng)氧化粗糙處理:0.5MK2S2O8+2.5MNaOH Ih。
[0027]實施例2:銅網(wǎng)的氧化粗糙處理和結(jié)構(gòu)表征
[0028]取合適大小的銅網(wǎng)或銅箔(Cu 99.9%)，用丙酮、乙醇、水各超聲洗滌lOmin，三次后用IM HCl洗滌，除去表面油污和氧化層后，隨即后續(xù)氧化粗糙處理。
[0029]銅網(wǎng)氧化粗糙處理:0.05M K2S2O8+1.0M NaOH 30min，然后用電鏡測定其氧化粗糙情況。圖1是處理后的銅網(wǎng)的電鏡圖，可見銅網(wǎng)粗糙程度比較均一、規(guī)整(圖1a)，從邊緣可見，銅網(wǎng)形成非常有規(guī)律的刺狀陣列(圖lb)。
[0030]實施例3:說11(:14溶液和把(012)9013:HS(CH2)1COOH=9:1混合溶液的制備
[0031]取Ig氯金酸固體溶解于燒杯中，定容于50ml容量瓶中，取配好的氯金酸溶液，稀釋至4.856mM0
[0032]分別取0.023gHS(CH2)iqCOOH和0.02144ml HS(CH2)9CH3用乙醇溶液溶解于燒杯中，分別定容至10ml容量瓶中。取9ml HS(CH2)9CH3溶液和Iml HS(CH2)iqCOOH溶液配制成混合溶液。
[0033]實施例4:基于親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的微型機器人的制備與接觸角的測定
[0034]取合適大小的銅網(wǎng)或銅箔(Cu 99.9%)，用丙酮、乙醇、水各超聲洗滌lOmin，三次后用IM HCl洗滌，除去表面油污和氧化層后，隨即后續(xù)氧化粗糙處理。
[0035]銅網(wǎng)氧化粗糙處理:0.05M K2S2O8+1.0MNaOH 30min。用電鏡測定其氧化粗糙情況。
[0036]經(jīng)氧化粗糙處理好的銅基，經(jīng)水洗并且烘干，先180°C處理2h，再在H2流中處理至其還原為紅色。
[0037]將還原后所得銅基，立即浸入4.856mM的HAuCl4溶液室溫反應5min，取出水洗，再乙醇洗后，浸入HS (CH2) 9CH3: HS (CH2) 1COOH=9:1混合溶液中反應一段時間，放入配置好的PH=I和pH=12的緩沖溶液中，一段時間后用去離子水測定銅網(wǎng)的接觸角。附圖2是pH=l和12時所測定的接觸角，pH = I時，銅網(wǎng)的接觸角=139.0°，可見此時銅網(wǎng)是疏水的，pH = 12時，銅網(wǎng)的接觸角= 41.3°，銅網(wǎng)是親水的。
[0038]此外，發(fā)明人比較了處理條件對微型機器人性能的影響，
[0039](I)銅網(wǎng)氧化粗糙處理條件:當處理時間過長(大于1.2h)，銅網(wǎng)表面的粗糙程度會發(fā)生變化，不夠均一、規(guī)整，最終制備的產(chǎn)品的接觸角變化范圍會顯著縮?。欢幚頃r間過短，銅網(wǎng)表面的粗糙程度不夠，也會影響產(chǎn)品的親疏水性能。NaOH濃度高于2.SM或者低于
0.SM,得到的銅網(wǎng)表面的粗糙度也會受到明顯影響。
[0040](2)不同 HS (CH2) 9CH3: HS (CH2) 1COOH混合體積比:當HS (CH2) 9CH3和
[0041]HS(CH2)iqCOOH體積比為7:1或者12:1時，得到的微型機器人的親疏水性能會受到影響，在pH = I條件下的接觸角分別為122.0°、128.0°，而在pH = 12條件下的接觸角分別為56.0°、62.0° ο
[0042](3)HAuCl4溶液濃度:過高(>5mM)或者過低(〈4.5M)，也會影響微型機器人的親疏水性能。
[0043]雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動與修飾，因此本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書所界定的為準。
【主權(quán)項】
1.一種基于親疏水應激自轉(zhuǎn)換界面的微型機器人的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)將銅網(wǎng)或銅箔，進行洗滌除去表面油污和氧化層； (2)進行氧化粗糙處理； (3)將經(jīng)氧化粗糙處理后得到的銅基還原成紅色； (4)將還原后的銅基立即浸入濃度為4.856mM的HAuCl4溶液反應，反應后洗滌并浸入到HS(CH2)9CH3和HS(CH2) 1QCOOH的混合溶液中反應一段時間，得到微型機器人； 其中，步驟(4)的混合溶液是將濃度為0.23g/L的HS(CH2)iq⑶OH和濃度為0.2144ml/L的HS(CH2)9CH3按照體積比9:1混合得到的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的氧化粗糙處理是采用0.05M?0.5M的K2S2O8和1.0M?2.5M的NaOH處理30min?60min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)，具體是:經(jīng)氧化粗糙處理好的銅基，經(jīng)水洗并且烘干，先180 °C處理2h，再在H2流中處理至其還原為紅色。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，浸入HAuCl4溶液反應是在室溫下反應5min。5.按照權(quán)利要求1-4任一所述方法得到的微型機器人。6.權(quán)利要求5所述微型機器人的應用。
【文檔編號】C23C22/83GK106048590SQ201610388223
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】談昊天, 謝桂杰, 鄭鈺, 王家俊, 王孟賓, 劉雪鋒
【申請人】江南大學