一种基于亲疏水应激自转换界面的微型机器人的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于亲疏水应激自转换界面的微型机器人的制备方法，属于化工技术领域。本发明方法是先除去铜网或铜箔的表面油污和氧化层，然后进行氧化粗糙处理，再将经氧化粗糙处理后得到的铜基还原成红色，并进入HAuCl4溶液反应、洗涤，然后浸入的HS(CH2)9CH3和HS(CH2)10COOH溶液中反应一段时间。本发明方法得到的微型机器人，在环境pH的交替改变刺激下，界面的超亲/疏水性质可以实现智能转换，且接触角可变幅度大，在pH＝1的缓冲液中的接触角＝139.0°，在pH＝12的缓冲液中的接触角＝41.3°。
【专利说明】
一种基于亲疏水应激自转换界面的微型机器人的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种基于亲疏水应激自转换界面的微型机器人的制备方法，属于化工技术领域。
【背景技术】
[0002]超亲(疏)水界面材料在先进医疗器械、交通运载工具、油乳分离和水环境治理等领域具有重要的应用前景，超亲(疏)水界面的设计与构筑一度成为国内外学界普遍关注的热点。然而，界面超亲水和疏水性质之间的智能转换则是该领域的最新发展趋势。在环境PH的交替改变刺激下，界面的超亲/疏水性质可以实现智能转换;此外，对光、电和温度等环境因素具有亲/疏水智能应答的界面也有报导。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种基于亲疏水应激自转换界面的微型机器人的制造方法。
[0004]本发明所述一种基于亲疏水应激自转换界面的微型机器人的制造方法，制备得到的微型机器人，在环境PH的交替改变刺激下，界面的超亲/疏水性质可以实现智能转换。
[0005]所述方法，包括如下步骤:
[0006](I)将铜网或铜箔(Cu 99.9%)，进行洗涤除去表面油污和氧化层；
[0007](2)进行氧化粗糙处理；
[0008](3)将经氧化粗糙处理后得到的铜基还原成红色；
[0009](4)将还原后的铜基立即浸入HAuCl4溶液反应，反应后洗涤并浸入到HS(CH2)9CH3和HS(CH2)iqCOOH的混合溶液中反应一段时间，得到微型机器人。
[0010]按上述方法得到的微型机器人放置在不同pH的溶液中，表现出不同的接触角。
[0011]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(I)的洗涤，是用丙酮、乙醇、水各超声洗涤lOmin，三次后用IM HCl洗涤。
[0012]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)的氧化粗糙处理是采用0.05M?0.5M的K2S2O8^Pl.0M?2.5M的NaOH处理30min?60min。
[0013]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)，具体是:经氧化粗糙处理好的铜基，经水洗并且烘干，先180 °C处理2h，再在H2流中处理至其还原为红色。
[0014]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)中，浸入HAuCl4溶液反应是在室温下反应5min。
[0015]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)中，HAuCl4溶液的浓度为4.856mM。
[0016]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)中HS(CH2)9CH3和Hs(CH2)1QCOOH溶液的体积比为9:1;其中 HS(CH2)iqC00H的浓度为0.238/1、肥(012)9013的浓度为0.21441111/1。
[0017]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)中的洗涤是先水洗，再乙醇洗。
[0018]本发明的微型机器人在pH= I的缓冲液中的接触角=139.0°，在pH = 12的缓冲液中的接触角= 41.3°。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]本发明方法简便、易操作，得到的产品亲疏水性能可变幅度大，接触角可变幅度大，在pH=l的缓冲液中的接触角= 139.0°，在pH=12的缓冲液中的接触角=41.3°。
【附图说明】
[0021 ]图1是氧化粗糙处理后的铜网的电镜图；
[0022]图2是亲疏水应激自转换界面的铜网在pH=I和pH= 12下的接触角。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明:
[0024]实施例1:铜网的氧化粗糙处理
[0025]取合适大小的铜网或铜箔(Cu 99.9%)，用丙酮、乙醇、水各超声洗涤lOmin，三次后用IM HCl洗涤，除去表面油污和氧化层后，随即后续氧化粗糙处理。
[0026]铜网氧化粗糙处理:0.5MK2S2O8+2.5MNaOH Ih。
[0027]实施例2:铜网的氧化粗糙处理和结构表征
[0028]取合适大小的铜网或铜箔(Cu 99.9%)，用丙酮、乙醇、水各超声洗涤lOmin，三次后用IM HCl洗涤，除去表面油污和氧化层后，随即后续氧化粗糙处理。
[0029]铜网氧化粗糙处理:0.05M K2S2O8+1.0M NaOH 30min，然后用电镜测定其氧化粗糙情况。图1是处理后的铜网的电镜图，可见铜网粗糙程度比较均一、规整(图1a)，从边缘可见，铜网形成非常有规律的刺状阵列(图lb)。
[0030]实施例3:说11(:14溶液和把(012)9013:HS(CH2)1COOH=9:1混合溶液的制备
[0031]取Ig氯金酸固体溶解于烧杯中，定容于50ml容量瓶中，取配好的氯金酸溶液，稀释至4.856mM0
[0032]分别取0.023gHS(CH2)iqCOOH和0.02144ml HS(CH2)9CH3用乙醇溶液溶解于烧杯中，分别定容至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]实施例4:基于亲疏水应激自转换界面的微型机器人的制备与接触角的测定
[0034]取合适大小的铜网或铜箔(Cu 99.9%)，用丙酮、乙醇、水各超声洗涤lOmin，三次后用IM HCl洗涤，除去表面油污和氧化层后，随即后续氧化粗糙处理。
[0035]铜网氧化粗糙处理:0.05M K2S2O8+1.0MNaOH 30min。用电镜测定其氧化粗糙情况。
[0036]经氧化粗糙处理好的铜基，经水洗并且烘干，先180°C处理2h，再在H2流中处理至其还原为红色。
[0037]将还原后所得铜基，立即浸入4.856mM的HAuCl4溶液室温反应5min，取出水洗，再乙醇洗后，浸入HS (CH2) 9CH3: HS (CH2) 1COOH=9:1混合溶液中反应一段时间，放入配置好的PH=I和pH=12的缓冲溶液中，一段时间后用去离子水测定铜网的接触角。附图2是pH=l和12时所测定的接触角，pH = I时，铜网的接触角=139.0°，可见此时铜网是疏水的，pH = 12时，铜网的接触角= 41.3°，铜网是亲水的。
[0038]此外，发明人比较了处理条件对微型机器人性能的影响，
[0039](I)铜网氧化粗糙处理条件:当处理时间过长(大于1.2h)，铜网表面的粗糙程度会发生变化，不够均一、规整，最终制备的产品的接触角变化范围会显著缩小；而处理时间过短，铜网表面的粗糙程度不够，也会影响产品的亲疏水性能。NaOH浓度高于2.SM或者低于
0.SM,得到的铜网表面的粗糙度也会受到明显影响。
[0040](2)不同 HS (CH2) 9CH3: HS (CH2) 1COOH混合体积比:当HS (CH2) 9CH3和
[0041]HS(CH2)iqCOOH体积比为7:1或者12:1时，得到的微型机器人的亲疏水性能会受到影响，在pH = I条件下的接触角分别为122.0°、128.0°，而在pH = 12条件下的接触角分别为56.0°、62.0° ο
[0042](3)HAuCl4溶液浓度:过高(>5mM)或者过低(〈4.5M)，也会影响微型机器人的亲疏水性能。
[0043]虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1.一种基于亲疏水应激自转换界面的微型机器人的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)将铜网或铜箔，进行洗涤除去表面油污和氧化层； (2)进行氧化粗糙处理； (3)将经氧化粗糙处理后得到的铜基还原成红色； (4)将还原后的铜基立即浸入浓度为4.856mM的HAuCl4溶液反应，反应后洗涤并浸入到HS(CH2)9CH3和HS(CH2) 1QCOOH的混合溶液中反应一段时间，得到微型机器人； 其中，步骤(4)的混合溶液是将浓度为0.23g/L的HS(CH2)iq⑶OH和浓度为0.2144ml/L的HS(CH2)9CH3按照体积比9:1混合得到的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)的氧化粗糙处理是采用0.05M?0.5M的K2S2O8和1.0M?2.5M的NaOH处理30min?60min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)，具体是:经氧化粗糙处理好的铜基，经水洗并且烘干，先180 °C处理2h，再在H2流中处理至其还原为红色。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，浸入HAuCl4溶液反应是在室温下反应5min。5.按照权利要求1-4任一所述方法得到的微型机器人。6.权利要求5所述微型机器人的应用。
【文档编号】C23C22/83GK106048590SQ201610388223
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】谈昊天, 谢桂杰, 郑钰, 王家俊, 王孟宾, 刘雪锋
【申请人】江南大学