本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、人工納米馬達(dá)是一種非常有價(jià)值的工具，既有助于擴(kuò)散運(yùn)動增強(qiáng)的治療，又能拓展活性材料的的應(yīng)用范圍。受生物體啟發(fā)，納米馬達(dá)能夠?qū)⒉煌哪芰吭崔D(zhuǎn)化為機(jī)械功，從而產(chǎn)生平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，但溶液中慣性力較小，粘度對納米馬達(dá)的運(yùn)動影響很大，此外，由熱波動引起的布朗運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散使精確控制納米馬達(dá)的運(yùn)動變得極具挑戰(zhàn)。

2、近來，納米馬達(dá)因其優(yōu)異的動力學(xué)性能受到各領(lǐng)域研究者的廣泛研究，其運(yùn)動擴(kuò)散性能使其能夠在病灶部位游走治療，而非局限于一處，從而達(dá)到治療增強(qiáng)的效果。但目前納米馬達(dá)的研究大都集中于球形結(jié)構(gòu)，主要使用配體或表面封端劑部分接枝于球型納米粒子表面，從而使另一部分活性表面暴露，進(jìn)而原位生長具有動力源作用的功能單元。但因球型納米粒子過于對稱，部分接枝的表面封端劑不易控制且會呈現(xiàn)出非均勻分布，從而導(dǎo)致其極易受到溶劑熱波動的影響，動力學(xué)性能下降、方向不可控，大部分動能會作用于原地?zé)o意義的自旋運(yùn)動，導(dǎo)致動能損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)及其制備方法。本發(fā)明的子彈狀納米馬達(dá)突破了傳統(tǒng)球型結(jié)構(gòu)的限制，頂端呈尖錐結(jié)構(gòu)，尾部開孔負(fù)載金屬氧化物作為動力源，具有優(yōu)異的動力學(xué)性能和良好的導(dǎo)向性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)，所述子彈狀納米馬達(dá)包括子彈狀aunbps@ag納米材料和動力源，所述子彈狀aunbps@ag納米材料由金納米雙錐aunbps和ag納米棒組成；所述金納米雙錐aunbps的一端裸露在外形成尖端結(jié)構(gòu)，另一端被所述ag納米棒包裹形成棒狀結(jié)構(gòu)；所述ag納米棒尾部具有開孔，所述動力源負(fù)載于所述開孔上。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述動力源包括金屬氧化物。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述金屬氧化物包括二氧化錳、二氧化鈦、二氧化鈰和氧化亞銅中的任意一種。

6、本發(fā)明還提供一種尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)的制備方法，所述制備方法包括：

7、制備au種子；

8、利用所述au種子誘導(dǎo)生長形成金納米雙錐aunbps；

9、在所述金納米雙錐aunbps表面包裹生長一層銀納米材料，形成aunbps@ag納米棒；

10、對所述aunbps@ag納米棒進(jìn)行不對稱刻蝕，使其一端空心化，然后對其另一端進(jìn)行開孔，以獲得尾部具有開孔的子彈狀aunbps@ag納米材料；

11、在所述子彈狀aunbps@ag納米材料的尾部開孔負(fù)載動力源，最終得到子彈狀納米馬達(dá)。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述金納米雙錐aunbps的制備包括：

13、在含有十六烷基三甲基溴化銨、氯金酸、硝酸銀、鹽酸和抗壞血酸的溶液中，加入au種子，通過自組裝和生長過程形成金納米雙錐aunbps。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述aunbps@ag納米棒的制備包括：

15、將金納米雙錐aunbps與十六烷基三甲基氯化銨、硝酸銀和抗壞血酸混合，通過銀離子的還原反應(yīng)在金納米雙錐aunbps表面生長銀納米層。

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述不對稱刻蝕的步驟包括：

17、配制包含氯金酸、抗壞血酸、氫氧化鈉和十六烷基三甲基溴化銨的混合溶液，并在室溫下攪拌均勻；將所述aunbps@ag納米棒加入到混合溶液中，并在25-35℃下進(jìn)行水浴反應(yīng)5-8h，使其一端空心化，反應(yīng)完成后進(jìn)行純化；

18、將純化后的aunbps@ag納米棒重新分散在含有十六烷基三甲基溴化銨的溶液中，并依次加入碳酸氫鈉、過氧化氫、硫氰酸鉀和硝酸鈷，在70-90℃下進(jìn)行水浴反應(yīng)20-30min，使其另一端開孔，反應(yīng)完成后進(jìn)行純化，得到尾部具有開孔的子彈狀aunbps@ag納米材料。

19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在所述子彈狀aunbps@ag納米材料的尾部開孔負(fù)載動力源的步驟包括：

20、將尾部具有開孔的子彈狀aunbps@ag納米材料分散在含有配體的溶液中，隨后加入含有動力源前體的溶液混合攪拌，接著加入氫氧化鈉溶液和鹽酸羥胺溶液，在50-80℃下反應(yīng)90-150min，得到尾部開孔上負(fù)載動力源的子彈狀納米馬達(dá)。

21、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述配體包括十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果有：

23、(1)本發(fā)明采用了非對稱刻蝕技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對納米材料形貌的精確控制，得到獨(dú)特的子彈狀形貌賦予其良好的方向性，其中：子彈狀的結(jié)構(gòu)可以減少了納米馬達(dá)在流體中的阻力，提高了其在溶液中的定向移動能力；同時，尾部開孔+負(fù)載金屬氧化物的特殊設(shè)計(jì)有助于產(chǎn)生推進(jìn)力，使得子彈狀納米馬達(dá)能夠更有效地向目標(biāo)區(qū)域移動。

24、(2)子彈狀納米馬達(dá)尾部可按需負(fù)載不同的特異性靶材，通過在子彈狀納米馬達(dá)的尾部開孔并負(fù)載cu2o或其他材料(如mno2、ceo2、tio2等)，可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求調(diào)整子彈狀納米馬達(dá)的性能。這種設(shè)計(jì)允許研究人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇不同的燃料來源或功能材料，增強(qiáng)了子彈狀納米馬達(dá)的多功能性和適用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)，其特征在于，所述子彈狀納米馬達(dá)包括子彈狀aunbps@ag納米材料和動力源，所述子彈狀aunbps@ag納米材料由金納米雙錐aunbps和ag納米棒組成；所述金納米雙錐aunbps的一端裸露在外形成尖端結(jié)構(gòu)，另一端被所述ag納米棒包裹形成棒狀結(jié)構(gòu)；所述ag納米棒尾部具有開孔，所述動力源負(fù)載于所述開孔上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)，其特征在于，所述動力源包括金屬氧化物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)，其特征在于，所述金屬氧化物包括二氧化錳、二氧化鈦、二氧化鈰和氧化亞銅中的任意一種。

4.一種尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)的制備方法，其特征在于，所述金納米雙錐aunbps的制備包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)的制備方法，其特征在于，所述aunbps@ag納米棒的制備包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)的制備方法，其特征在于，所述不對稱刻蝕的步驟包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)的制備方法，其特征在于，在所述子彈狀aunbps@ag納米材料的尾部開孔負(fù)載動力源的步驟包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)的制備方法，其特征在于，所述配體包括十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種尾部開孔的子彈狀納米馬達(dá)及其制備方法，所述子彈狀納米馬達(dá)包括子彈狀A(yù)uNBPs@Ag納米材料和動力源，所述子彈狀A(yù)uNBPs@Ag納米材料由金納米雙錐AuNBPs和Ag納米棒組成；所述金納米雙錐AuNBPs的一端裸露在外形成尖端結(jié)構(gòu)，另一端被所述Ag納米棒包裹形成棒狀結(jié)構(gòu)；所述Ag納米棒尾部具有開孔，所述動力源負(fù)載于所述開孔上。本發(fā)明的子彈狀納米馬達(dá)突破了傳統(tǒng)球型結(jié)構(gòu)的限制，頂端呈尖錐結(jié)構(gòu)，尾部開孔負(fù)載金屬氧化物作為動力源，具有優(yōu)異的動力學(xué)性能和良好的導(dǎo)向性。

技術(shù)研發(fā)人員：高冠斌,張斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6