本發(fā)明屬功能高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種金屬催化h2o2分解生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)及其制備方法。

背景技術(shù)：

近十年來，催化微馬達(dá)尤其是管狀催化微馬達(dá)的出現(xiàn)和發(fā)展給微納機(jī)器的發(fā)展帶來了重大的突破，給人造微納機(jī)器系統(tǒng)在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用帶來了巨大的希望。這種催化微納馬達(dá)，模仿天然分子馬達(dá)，以過氧化氫溶液為燃料，利用原位的催化反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在液體中實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)。

而相比于合成分子馬達(dá)，催化微納馬達(dá)具有合成和制備簡(jiǎn)單、大小可控、運(yùn)動(dòng)速度極快、工作壽命長(zhǎng)、環(huán)境要求較低、便于功能化和集成化的特點(diǎn)。而二級(jí)馬達(dá)是將第二級(jí)馬達(dá)封裝負(fù)載在第一級(jí)馬達(dá)中，在第一級(jí)馬達(dá)運(yùn)動(dòng)過程中分解釋放第二級(jí)馬達(dá)，能夠精確控制第一級(jí)馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)和第二級(jí)馬達(dá)的釋放；同時(shí)，能夠保護(hù)第二級(jí)馬達(dá)在運(yùn)輸過程中不受環(huán)境的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種氣泡驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)，該馬達(dá)為自攜燃料式二級(jí)馬達(dá)，采用fe³⁺交聯(lián)的物理水凝膠馬達(dá)作為第一級(jí)馬達(dá)，聚苯乙烯微球表面負(fù)載pt催化劑形成janus微馬達(dá)作為第二級(jí)馬達(dá)；在h2o2溶液環(huán)境中，ag催化h2o2分解產(chǎn)生氣泡，具有強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)二級(jí)馬達(dá)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，fe³⁺交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)在h2o2環(huán)境中自分解釋放出第二級(jí)馬達(dá)，即janus微馬達(dá)，janus微馬達(dá)中pt催化h2o2分解產(chǎn)生氣泡，驅(qū)動(dòng)janus微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)。

該氣泡驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控能力和環(huán)境適應(yīng)性，初始速度達(dá)到20mm/s，運(yùn)動(dòng)時(shí)間高達(dá)8min，具有良好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明目的還在于提供所述的一種氣泡驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的制備方法，該方法利用濺射鍍膜法將pt催化劑負(fù)載在聚苯乙烯（ps）微球表面形成janus微馬達(dá)，基于水凝膠的原位聚合凝膠化和原位合成法，將janus微馬達(dá)封裝在水凝膠基體中，采用浸泡法得到fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠，且將ag催化劑負(fù)載在fe³⁺交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠基體表面，形成二級(jí)馬達(dá)；該制備方法工藝簡(jiǎn)單，制備條件溫和，設(shè)備要求低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種氣泡驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）取聚苯乙烯微球分散液分散在乙醇中，超聲處理分散均勻后，用移液槍移取至玻璃基板上，自然條件下干燥，放入濺射鍍膜儀中鍍pt薄層，形成janus微馬達(dá)，并通過在乙醇中超聲取下玻璃板上的janus微馬達(dá)，干燥；

（2）取鋰澡土并分散在去離子水中，攪拌分散均勻，得到鋰澡土分散液；

（3）將水凝膠單體和janus微馬達(dá)加入鋰澡土分散液中，攪拌使水凝膠單體溶解，并使janus微馬達(dá)均勻分散在水凝膠單體溶解的鋰澡土分散液中，通氮?dú)獬酰?/p>

（4）在步驟（3）最終得到的混合溶液中加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，并攪拌混合均勻；

（5）將步驟（4）最終得到的混合溶液置于所需馬達(dá)形狀對(duì)應(yīng)的模具中并密封，保溫反應(yīng)，得到j(luò)anus微馬達(dá)-水凝膠，置于fe³⁺溶液中浸泡后，再于去離子水中浸泡，得到fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠；

（6）利用銀氨溶液原位生成ag的方法在步驟（5）得到的fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠表面上負(fù)載上ag催化劑，得到所述氣泡驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述聚苯乙烯微球分散液中，聚苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5-5%，聚苯乙烯微球的直徑為2-2.9μm或者8-8.9μm。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，聚苯乙烯分散液分散在乙醇過程中，聚苯乙烯分散液相對(duì)于乙醇的體積分?jǐn)?shù)為10-20%。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述超聲的時(shí)間為10-20min。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述自然條件下干燥的時(shí)間為2-4h。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，濺射鍍膜儀中鍍pt薄層的時(shí)間為60~240s。

進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述鋰澡土作為水凝膠的物理交聯(lián)點(diǎn)，鋰澡土相對(duì)于去離子水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~2%。

進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述攪拌分散的時(shí)間至少30min。

進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述水凝膠單體為雙組份水溶性的單體，一類單體為帶有雙鍵、羧酸基團(tuán)的酸類單體，另一類單體為帶有酰胺基團(tuán)的酰胺類單體，通過原位聚合法均可得到水凝膠。

進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述水凝膠單體為酸類單體和酰胺類單體的組合，酸類單體包括甲基丙烯酸或丙烯酸，酰胺類單體包括丙烯酰胺或異丙基丙烯酰胺。

更進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述酸類單體相對(duì)于酰胺類單體的摩爾分?jǐn)?shù)為10~30%。

更進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述酸類單體相對(duì)于鋰澡土分散液中的去離子水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~20%。

進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述janus微馬達(dá)相對(duì)于鋰澡土分散液中的去離子水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～1%。

進(jìn)一步地，步驟（4）中，所述交聯(lián)劑包括四甲基乙二胺或n,n,n',n'-四甲基乙二胺，交聯(lián)劑相對(duì)于水凝膠單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5~3%。

進(jìn)一步地，步驟（4）中，所述引發(fā)劑包括過硫酸鉀，引發(fā)劑相對(duì)于水凝膠單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1~2%。

進(jìn)一步地，步驟（5）中，所述保溫反應(yīng)是在35-50℃下反應(yīng)10-20小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟（5）中，所述fe³⁺溶液包括fecl3溶液或feso4溶液。

進(jìn)一步地，步驟（5）中，所述fe³⁺溶液中，fe³⁺的濃度為0.05~1mol/l。

進(jìn)一步地，步驟（5）中，在fe³⁺溶液中浸泡的時(shí)間為1~4小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟（5）中，在去離子水中浸泡的時(shí)間為12-24小時(shí)。

由上述任一項(xiàng)制備方法制得的一種氣泡驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)，為自攜燃料式二級(jí)馬達(dá)，采用fe³⁺交聯(lián)的物理水凝膠馬達(dá)作為第一級(jí)馬達(dá)，聚苯乙烯微球表面負(fù)載pt催化劑形成janus微馬達(dá)作為第二級(jí)馬達(dá)。

在h2o2溶液環(huán)境中，ag催化h2o2分解產(chǎn)生氣泡，具有強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)二級(jí)馬達(dá)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，fe³⁺交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)在h2o2環(huán)境中自分解釋放出第二級(jí)馬達(dá)，即janus微馬達(dá)，janus微馬達(dá)中pt催化h2o2分解產(chǎn)生氣泡，驅(qū)動(dòng)janus微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過程均在h2o2環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

（1）本發(fā)明首次制備了催化驅(qū)動(dòng)的二級(jí)馬達(dá)，第二級(jí)馬達(dá)封裝在第一級(jí)馬達(dá)中，第一級(jí)馬達(dá)采用軟質(zhì)的水凝膠，能夠保護(hù)第二級(jí)微馬達(dá)，同時(shí)當(dāng)?shù)谝患?jí)馬達(dá)分解后能夠釋放第二級(jí)馬達(dá)，這種二級(jí)馬達(dá)相比于傳統(tǒng)的微納馬達(dá)不僅驅(qū)動(dòng)速度快而且驅(qū)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，兩級(jí)馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)是在相同的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，即二級(jí)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、分解釋放驅(qū)動(dòng)第二級(jí)馬達(dá)；

（2）本發(fā)明利用了水凝膠自身強(qiáng)大的封裝能力，將janus微馬達(dá)引入到水凝膠中，最后將ag催化劑負(fù)載在janus微球-水凝膠基體表面，制造了janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)，制備的二級(jí)馬達(dá)有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控能力和環(huán)境適應(yīng)性，初始速度達(dá)到20mm/s，運(yùn)動(dòng)時(shí)間高達(dá)8min，具有良好的應(yīng)用前景；

（3）本發(fā)明采用軟質(zhì)的水凝膠馬達(dá)（第一級(jí)）作為第二級(jí)馬達(dá)的運(yùn)輸系統(tǒng)，不僅能夠控制第二級(jí)馬達(dá)的釋放，而且對(duì)第二級(jí)馬達(dá)具有保護(hù)作用。

（4）本發(fā)明采用簡(jiǎn)便并且低能耗的方式在janus微馬達(dá)-水凝膠基體表面負(fù)載驅(qū)動(dòng)所需的ag催化劑，高效的催化作用、低成本、較長(zhǎng)的壽命使得ag作為驅(qū)動(dòng)催化劑具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)化應(yīng)用前景；

（5）本發(fā)明的二級(jí)馬達(dá)為自攜帶燃料式的微型馬達(dá)，相比于需要依賴于外部燃料才能驅(qū)動(dòng)的化學(xué)催化型微馬達(dá)而言，拓寬了馬達(dá)的應(yīng)用范圍；

（6）本發(fā)明制備方法工藝簡(jiǎn)單，制備條件溫和，設(shè)備要求低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中制備的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此；其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1

（1）取0.15ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%、直徑為8-8.9μm的ps微球分散液，將其分散在0.75ml乙醇中，超聲處理10min，待ps微球在混合液中分散均勻后，用移液槍取量取分散液分散在玻璃基板上，自然條件下干燥2h，將玻璃板放入濺射鍍膜儀中鍍180s的pt薄層，形成janus微馬達(dá)；用乙醇、超聲的方法取下玻璃板上的janus微馬達(dá)，并干燥；

（2）取25mg鋰澡土，分散在5ml去離子水中，攪拌處理30min，得到均勻分散的鋰澡土分散液；

（3）分別取1065mg的丙烯酰胺、0.15ml的丙烯酸單體、5mg的janus微馬達(dá)，加入步驟（2）所得到的分散液中，攪拌使得單體溶解，janus微馬達(dá)均勻分散在混合液中，通氮?dú)獬酰?/p>

（4）取10mg的四甲基乙二胺以及5mg的過硫酸鉀加入步驟（3）所得到的混合液中，在攪拌作用下混合均勻；

（5）將步驟（4）得到的混合液置于內(nèi)徑為3mm、長(zhǎng)度為150mm的試管中并密封，置于35℃下反應(yīng)16小時(shí)，反應(yīng)完畢后取出試管內(nèi)的janus微馬達(dá)-水凝膠，將其放置在濃度為0.06mol/l的fecl3溶液中浸泡3小時(shí)，然后取出將其放置在去離子水中浸泡24h，得到fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠；

（6）取1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硝酸銀、滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氨水使其沉淀完全溶解配置銀氨溶液，滴加0.5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的葡萄糖溶液，利用銀氨溶液原位生成ag的方法在步驟（5）得到的截取長(zhǎng)度為1cm的一段fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠表面上負(fù)載上ag催化劑，得到這種金屬催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)。

制備的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的掃描電鏡圖如圖1所示，由圖1可知janus微馬達(dá)能夠被封裝在水凝膠基體中，這實(shí)現(xiàn)了janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的制備。

制備的ag催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程、第一級(jí)馬達(dá)分解釋放第二級(jí)馬達(dá)、第二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程是在h2o2環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控能力和環(huán)境適應(yīng)性，初始速度達(dá)到20mm/s，運(yùn)動(dòng)時(shí)間高達(dá)8min。

實(shí)施例2

（1）取0.15ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%、直徑為8-8.9μm的ps微球分散液，將其分散在1.5ml乙醇中，超聲處理10分鐘，待ps微球在混合液中分散均勻后，用移液槍取量取分散液分散在玻璃基板上，自然條件下干燥2h，將玻璃板放入濺射鍍膜儀中鍍120s的pt薄層，形成janus微馬達(dá)；用乙醇、超聲的方法取下玻璃板上的janus微馬達(dá)，并干燥；

（2）取50mg鋰澡土，分散在5ml去離子水中，攪拌處理30min，得到均勻分散的鋰澡土分散液；

（3）分別取1065mg的丙烯酰胺、0.15ml的丙烯酸單體、10mg的janus微馬達(dá)，加入步驟（2）所得到的分散液中，攪拌使得單體溶解，janus微馬達(dá)均勻分散在混合液中，通氮?dú)獬酰?/p>

（4）取15mg的四甲基乙二胺以及5mg的過硫酸鉀加入步驟（3）所得到的混合液中，在攪拌作用下混合均勻；

（5）將步驟（4）得到的混合液置于內(nèi)徑為3mm、長(zhǎng)度為150mm的試管中并密封，置于35℃下反應(yīng)20小時(shí)，反應(yīng)完畢后取出試管內(nèi)的janus微馬達(dá)-水凝膠，將其放置在濃度為0.06mol/l的fecl3溶液中浸泡3小時(shí)，然后取出將其放置在去離子水中浸泡24h，得到fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠；

（6）取1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硝酸銀、滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氨水使其沉淀完全溶解配置銀氨溶液，滴加0.5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的葡萄糖溶液，利用銀氨溶液原位生成ag的方法在步驟（5）得到的截取長(zhǎng)度為6mm的一段fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠表面上負(fù)載上ag催化劑，得到這種金屬催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)。

制備的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的掃描電鏡圖參見圖1所示，janus微馬達(dá)能夠被封裝在水凝膠基體中，實(shí)現(xiàn)了janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的制備。

制備的ag催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程、第一級(jí)馬達(dá)分解釋放第二級(jí)馬達(dá)、第二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程是在h2o2環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控能力和環(huán)境適應(yīng)性，初始速度達(dá)到20mm/s，運(yùn)動(dòng)時(shí)間高達(dá)8min。

實(shí)施例3

（1）取0.075ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、直徑為2-2.9μm的ps微球分散液，將其分散在0.75ml乙醇中，超聲處理15分鐘，待ps微球在混合液中分散均勻后，用移液槍取量取分散液分散在玻璃基板上，自然條件下干燥3h，將玻璃板放入濺射鍍膜儀中鍍180s的pt薄層，形成janus微馬達(dá)；用乙醇、超聲的方法取下玻璃板上的janus微馬達(dá)，并干燥；

（2）取25mg鋰澡土，分散在5ml去離子水中，攪拌處理30min，得到均勻分散的鋰澡土分散液；

（3）分別取1065mg的丙烯酰胺、0.15ml的丙烯酸單體、5mg的janus微馬達(dá)，加入步驟（2）所得到的分散液中，攪拌使得單體溶解，janus微馬達(dá)均勻分散在混合液中，通氮?dú)獬酰?/p>

（4）取15mg的四甲基乙二胺以及5mg的過硫酸鉀加入步驟（3）所得到的混合液中，在攪拌作用下混合均勻；

（5）將步驟（4）得到的混合液置于內(nèi)徑為3mm、長(zhǎng)度為150mm的試管中并密封，置于45℃下反應(yīng)12小時(shí)，反應(yīng)完畢后取出試管內(nèi)的janus微馬達(dá)-水凝膠，將其放置在濃度為0.06mol/l的fecl3溶液中浸泡4小時(shí)，然后取出將其放置在去離子水中浸泡12h，得到fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠；

（6）取1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硝酸銀、滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氨水使其沉淀完全溶解配置銀氨溶液，滴加0.5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的葡萄糖溶液，利用銀氨溶液原位生成ag的方法在步驟（5）得到的截取長(zhǎng)度為1cm的一段fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠表面上負(fù)載上ag催化劑，得到這種金屬催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)。

制備的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的掃描電鏡圖參見圖1所示，janus微馬達(dá)能夠被封裝在水凝膠基體中，實(shí)現(xiàn)了janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的制備。

制備的ag催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程、第一級(jí)馬達(dá)分解釋放第二級(jí)馬達(dá)、第二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程是在h2o2環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控能力和環(huán)境適應(yīng)性，初始速度達(dá)到20mm/s，運(yùn)動(dòng)時(shí)間高達(dá)8min。

實(shí)施例4

（1）取0.15ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%、直徑為8-8.9um的ps微球分散液，將其分散在0.75ml乙醇中，超聲處理20分鐘，待ps微球在混合液中分散均勻后，用移液槍取量取分散液分散在玻璃基板上，自然條件下干燥4h，將玻璃板放入濺射鍍膜儀中鍍180s的pt薄層，形成janus微馬達(dá)；用乙醇、超聲的方法取下玻璃板上的janus微馬達(dá)，并干燥；

（2）取25mg鋰澡土，分散在5ml去離子水中，攪拌處理30min，得到均勻分散的鋰澡土分散液；

（3）分別取1065mg的異丙基丙烯酰胺、0.15ml的甲基丙烯酸單體、10mg的janus微馬達(dá)，加入步驟（2）所得到的分散液中，攪拌使得單體溶解，janus微馬達(dá)均勻分散在混合液中，通氮?dú)獬酰?/p>

（4）取15mg的n,n,n',n'-四甲基乙二胺以及5mg的過硫酸鉀加入步驟（3）所得到的混合液中，在攪拌作用下混合均勻；

（5）將步驟（4）得到的混合液置于內(nèi)徑為3mm、長(zhǎng)度為150mm的試管中并密封，置于35℃下反應(yīng)20小時(shí)，反應(yīng)完畢后取出試管內(nèi)的janus微馬達(dá)-水凝膠，將其放置在濃度為0.08mol/l的feso4溶液中浸泡4小時(shí)，然后取出將其放置在去離子水中浸泡12h，得到fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠；

（6）取1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硝酸銀、滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氨水使其沉淀完全溶解配置銀氨溶液，滴加0.5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的葡萄糖溶液，利用銀氨溶液原位生成ag的方法在步驟（5）得到的截取長(zhǎng)度為1cm的一段fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠表面上負(fù)載上ag催化劑，得到這種金屬催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)。

制備的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的掃描電鏡圖參見圖1所示，janus微馬達(dá)能夠被封裝在水凝膠基體中，實(shí)現(xiàn)了janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的制備。

制備的ag催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程、第一級(jí)馬達(dá)分解釋放第二級(jí)馬達(dá)、第二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程是在h2o2環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控能力和環(huán)境適應(yīng)性，初始速度達(dá)到20mm/s，運(yùn)動(dòng)時(shí)間高達(dá)8min。

實(shí)施例5

（1）取0.15ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、直徑為2-2.9um的ps微球分散液，將其分散在1.5ml乙醇中，超聲處理10分鐘，待ps微球在混合液中分散均勻后，用移液槍取量取分散液分散在玻璃基板上，自然條件下干燥2h，將玻璃板放入濺射鍍膜儀中鍍60s的pt薄層，形成janus微馬達(dá)；用乙醇、超聲的方法取下玻璃板上的janus微馬達(dá)，并干燥；

（2）取50mg鋰澡土，分散在5ml去離子水中，攪拌處理30min，得到均勻分散的鋰澡土分散液；

（3）分別取1065mg的異丙基丙烯酰胺、0.15ml的甲基丙烯酸單體、10mg的janus微馬達(dá)，加入步驟（2）所得到的分散液中，攪拌使得單體溶解，janus微馬達(dá)均勻分散在混合液中，通氮?dú)獬酰?/p>

（4）取10mg的n,n,n',n'-四甲基乙二胺以及5mg的過硫酸鉀加入步驟（3）所得到的混合液中，在攪拌作用下混合均勻；

（5）將步驟（4）得到的混合液置于內(nèi)徑為3mm、長(zhǎng)度為150mm的試管中并密封，置于35℃下反應(yīng)16小時(shí)，反應(yīng)完畢后取出試管內(nèi)的janus微馬達(dá)-水凝膠，將其放置在濃度為0.06mol/l的feso4溶液中浸泡4小時(shí)，然后取出將其放置在去離子水中浸泡24h，得到fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠；

（6）取1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硝酸銀、滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氨水使其沉淀完全溶解配置銀氨溶液，滴加0.5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的葡萄糖溶液，利用銀氨溶液原位生成ag的方法在步驟（5）得到的截取長(zhǎng)度為6mm的一段fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠表面上負(fù)載上ag催化劑，得到這種金屬催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)。

制備的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的掃描電鏡圖參見圖1所示，janus微馬達(dá)能夠被封裝在水凝膠基體中，實(shí)現(xiàn)了janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的制備。

制備的ag催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程、第一級(jí)馬達(dá)分解釋放第二級(jí)馬達(dá)、第二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程是在h2o2環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控能力和環(huán)境適應(yīng)性，初始速度達(dá)到20mm/s，運(yùn)動(dòng)時(shí)間高達(dá)8min。

實(shí)施例6

（1）取0.075ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、直徑為2-2.9μm的ps微球分散液，將其分散在0.75ml乙醇中，超聲處理10分鐘，待ps微球在混合液中分散均勻后，用移液槍取量取分散液分散在玻璃基板上，自然條件下干燥2h，將玻璃板放入濺射鍍膜儀中鍍60s的pt薄層，形成janus微馬達(dá)；用乙醇、超聲的方法取下玻璃板上的janus微馬達(dá)，并干燥；

（2）取25mg鋰澡土，分散在5ml去離子水中，攪拌處理30min，得到均勻分散的鋰澡土分散液；

（3）分別取1065mg的異丙基丙烯酰胺、0.15ml的甲基丙烯酸單體、10mg的janus微馬達(dá)，加入步驟（2）所得到的分散液中，攪拌使得單體溶解，janus微馬達(dá)均勻分散在混合液中，通氮?dú)獬酰?/p>

（4）取10mg的四甲基乙二胺以及5mg的過硫酸鉀加入步驟（3）所得到的混合液中，在攪拌作用下混合均勻；

（5）將步驟（4）得到的混合液置于內(nèi)徑為3mm、長(zhǎng)度為150mm的試管中并密封，置于50℃下反應(yīng)16小時(shí)，反應(yīng)完畢后取出試管內(nèi)的janus微馬達(dá)-水凝膠，將其放置在濃度為0.05mol/l的feso4溶液中浸泡4小時(shí)，然后取出將其放置在去離子水中浸泡24h，得到fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠；

（6）取1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硝酸銀、滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氨水使其沉淀完全溶解配置銀氨溶液，滴加0.5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的葡萄糖溶液，利用銀氨溶液原位生成ag的方法在步驟（5）得到的截取長(zhǎng)度為1cm的一段fe³⁺物理交聯(lián)的janus微馬達(dá)-水凝膠表面上負(fù)載上ag催化劑，得到這種金屬催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)。

制備的janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的掃描電鏡圖參見圖1所示，janus微馬達(dá)能夠被封裝在水凝膠基體中，實(shí)現(xiàn)了janus微馬達(dá)-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的制備。

制備的ag催化生成氣泡快速驅(qū)動(dòng)的janus微球-水凝膠二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程、第一級(jí)馬達(dá)分解釋放第二級(jí)馬達(dá)、第二級(jí)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過程是在h2o2環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控能力和環(huán)境適應(yīng)性，初始速度達(dá)到20mm/s，運(yùn)動(dòng)時(shí)間高達(dá)8min。