申请/专利权人：广西大学

申请日：2023-07-20

公开（公告）日：2024-05-03

公开（公告）号：CN116810760B

主分类号：B25J7/00

分类号：B25J7/00;B25J19/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.03#授权;2023.10.24#实质审查的生效;2023.09.29#公开

摘要：本发明公开了一种Janus双驱动微纳米机器人及其制备方法；微纳米机器人包括：单侧分布磁性纳米颗粒核和半球状的BiOI纳米颗粒外壳，本发明以磁性纳米颗粒为核心，通过表面改性、水热包覆逐步实现光响应材料和磁性材料的复合，从而获得具有Janus双驱动微纳米机器人，机器人尺寸大小均一，具有三维结构和多孔纳米片结构，增强了微纳米马达的磁响应能力和负载能力，可在外界磁场和光照下精准到达靶向位置；通过运动产生的机械搅拌力和光催化产生的氧化活性物种高效清除细菌生物膜；磁驱动和光驱动相结合大大提高了微纳机器人的可操控性；制备方法成本低，材料易得，可大规模制备，有助于Janus微纳米机器人的规模化生产。

主权项：1.一种Janus双驱动微纳米机器人，其特征在于，所述双驱动微纳米机器人包括单侧分布磁性纳米颗粒核和半球状的可见光催化剂纳米颗粒外壳，其中磁性纳米颗粒主要控制微纳机器人的运动，半球状的可见光催化剂纳米颗粒外壳主要提供驱动和生成自由基活性氧化物种的功能；所述磁性纳米颗粒为直径360-400nm的Fe3O4@SiO2纳米颗粒，在Fe3O4表面包裹一层SiO2，厚度为5-20nm，磁性纳米颗粒将在外加的磁场中为Janus结构提供磁响应；所述半球状的可见光催化剂纳米颗粒外壳为纳米片簇状结构，颗粒大小为3-4μm，可见光催化剂纳米颗粒外壳将在可见光照射下提供光催化产生自由基的能力；所述半球状的可见光催化剂纳米颗粒外壳包括BiOI、BiVO4、WO3、CdS可见光催化剂；所述双驱动微纳米机器人制备方法包括如下步骤：步骤S1：磁性纳米颗粒Fe3O4@SiO2的制备采用传统的溶剂热法制备出Fe3O4纳米颗粒：首先称取2.87g醋酸钠溶解在20mL乙二醇中，将溶液置于40℃水浴中保存；将2.70g的六水合三氯化铁溶于10mL的乙二醇中，再加入0.75g平均相对分子质量为2000的聚乙二醇，溶解完全后，在40℃下剧烈搅拌，缓慢倒入配制好的NaAc溶液中；30min后，转移到40ml聚四氟乙烯内衬中；在烘箱中200℃下反应10h；冷却至室温后，用磁铁收集深色产物，用乙醇和水清洗数次，在60℃下真空干燥，所得Fe3O4纳米颗粒粒径尺寸在360-400nm；Fe3O4纳米颗粒功能化：然后，称取Fe3O4纳米颗粒分散在去离子水中，加入无水乙醇和氨水，超声搅拌后快速加入四硅酸乙酯，超声反应后，加入氨丙基三乙氧基硅烷超声反应进行胺功能化，超声结束后，震荡过夜；离心收集沉淀，多次清洗，干燥后即得磁性纳米颗粒Fe3O4@SiO2；步骤S2：Janus双驱动微纳米机器人的制备称取步骤S1中制备的磁性纳米颗粒Fe3O4@SiO2分散至无水乙醇中，超声后备用；将光滑的玻璃片在食人鱼溶液中清洗处理，处理后用去离子水冲洗至中性，将分散后的磁性纳米颗粒Fe3O4@SiO2均匀的喷射在玻璃片上，自然风干，再将玻璃片放入烘箱中干燥，对磁性纳米颗粒Fe3O4@SiO2颗粒进行固定；称取五水合硝酸铋溶解于甲醇和乙二醇的混合溶液，搅拌后，加入碘化钾，超声搅拌后得到反应溶液；将玻璃片倾斜插入聚四氟乙烯内衬，倒入反应溶液浸没玻璃片进行反应；反应结束后冷却至室温取出玻璃片，超声使玻璃片上的颗粒脱落，再用磁铁分离收集产物，清洗后冻干保存，即得Janus双驱动微纳米机器人。

全文数据：

权利要求：

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