化学驱动阴阳型聚合物微马达的动态自组装研究

摘要

在现实世界中自组装现象很常见。例如自发形成的菌落或鸟群是自然界中动态自组装过程的典型代表。在宏观尺度上，具有自组装功能的材料是机械业和制造业的基本要求，而在微观尺度上，合成具有上述功能的材料同样具有重要的现实意义，例如微型器件的原位组装，微装置运输等。然而在微米尺寸实现物质的可逆自组装仍然具有很多困难，目前，人们正在不断尝试设计一种微米级载体，以实现在微观领域能够进行自组装。
　　本文采用层层自组装技术及模板法制备了人造中空聚合物微胶囊。利用磁控溅射喷铂的手段对胶体粒子表面进行修饰，制备得到阴阳型聚合物微马达，初步研究了不同粒径的微马达粒子在不同介质溶液中的运动情况。依据斯托克斯定律计算出微马达粒子在纯水、海水及血液中所受的粘滞阻力情况，借助Image J软件对其运动速度进行统计和分析。结果表明，同一尺寸微马达粒子在同种介质中的运动速度随过氧化氢溶液浓度的升高而增大；在相同过氧化氢溶液浓度下的运动速度随介质的粘度系数增大而减小。在层层组装微胶囊的囊壁过程中修饰一层带有磁性的四氧化三铁粒子，可以使微马达粒子负载有磁性，这些负载有磁性的微马达粒子可以通过外加磁场控制其运动方向。本论文实现了微马达粒子在浓度为5％的过氧化氢溶液中的动态自组装，以及当微马达粒子被磁性粒子修饰后，通过外加磁场，实现了对微马达的自组装结构由无序-有序、环形结构-直线形结构的调控。

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第1章 绪论

1.1 课题的背景及研究的目的和意义

1.2 马达种类

1.3 马达的制备

1.4 微马达的形状设计对自组装结构的影响

1.5 微马达粒子-粒子之间作用力对自组装的影响

1.6 本文研究内容

第2章 实验材料与研究方法

2.1 主要实验试剂及材料

2.2 实验仪器设备

2.3 实验方法

2.4 主要表征测试方法

第3章 介质对阴阳型聚电解质微马达运动的影响

3.1 引言

3.2 聚电解质微胶囊的合成及表征

3.3 阴阳型微马达的制备及表征

3.4 聚电解质多层膜微马达的运动研究

3.5 聚电解质多层膜微马达在不同环境中的速度与受力研究

3.6 本章小结

第4章 阴阳型聚电解质多层膜微马达的动态自组装

4.1 引言

4.2 微马达粒子功能化

4.3 气泡吸附自组装

4.4 外界驱动力自组装

4.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢