[发明专利]一种光驱动液体弹珠及其制备方法和运动方法

说明书

本发明涉及界面浸润技术领域，提供了一种光驱动液体弹珠及其制备方法和运动方法。本发明提供的光驱动液体弹珠由液滴和疏水改性MXene粉末组成，所述疏水改性MXene粉末包裹在液滴表面。本发明提供的光驱动液体弹珠在非接触红外光照射下能够移动，具有光驱动特性；而且本发明提供的液体弹珠结构稳定，短时间内液体弹珠不会破裂，保证了液体弹珠内部液体在运输过程中不被污染。本发明还提供了所述光驱动液体弹珠的制备方法，本发明提供的制备方法简单，很好的满足了科研以及生产上对微流体运输的需要。

技术领域

本发明涉及界面浸润技术领域，尤其涉及一种光驱动液体弹珠及其制备方法和运动方法。

背景技术

在液滴与纳米或者微米级疏水颗粒接触以后，这些疏水颗粒会自发转移至液滴表面，包裹并稳定液滴，形成液体弹珠。液体弹珠没有接触线，可以保证在不泄露内部液体的同时快速移动。这些特点使其在传感器、微流体和微反应器等领域具有非常大的潜在应用。

发明内容

本发明提供了一种光驱动液体弹珠，本发明提供的光驱动液体弹珠在近红外光照射下能够移动，具有光驱动特性。

本发明提供了一种光驱动液体弹珠，所述光驱动液体弹珠由液滴和疏水改性MXene粉末组成，所述疏水改性MXene粉末包裹在液滴表面。

优选的，所述光驱动液体弹珠的直径为2～20mm。

优选的，所述的液滴的成分包括水、甘油、水溶液或甘油水溶液。

优选的，所述疏水改性MXene粉末由MXene粉末经硅烷偶联剂改性得到。

本发明还提供了上述技术方案所述光驱动液体弹珠的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硅烷偶联剂加入醇溶剂溶液中，再加入酸搅拌混合，然后再与MXene粉末混合进行改性反应，然后将反应物料依次进行过滤和滤饼烘干处理，得到疏水改性MXene粉末；

(2)在基底上平铺一层疏水改性MXene粉末，然后将液滴滴落在疏水改性MXene粉末上，晃动基底使液滴在疏水改性MXene粉末上滚动，直至液滴表面完全被疏水改性MXene粉末包覆，得到光驱动液体弹珠。

优选的，所述步骤(1)中醇溶剂与硅烷偶联剂的质量比为5～99:1～95；加入酸将醇溶剂和硅烷偶联剂混合物的pH调节至酸性；所述硅烷偶联剂和醇溶剂的总质量和MXene粉末的质量比为100:0.01～10。

优选的，所述步骤(1)中硅烷偶联剂、醇溶剂和酸搅拌混合的温度为20～30℃，时间为0.2～4h；改性反应的温度为20～30℃，时间为0.5～200h。

优选的，所述步骤(2)中平铺的疏水改性MXene粉末的厚度为0.2～20mm。

优选的，所述步骤(2)中所述液滴的体积为10～1000μL；所述滚动的时间为5～1200s。

本发明还提供了上述技术方案所述光驱动液体弹珠在近红外光驱动下的运动方法，包括以下步骤：

将光驱动液体弹珠放于水面，用红外激光笔照射，所述光驱动液体弹珠发生光驱动运动，所述近红外光波长为760～1000nm，所述红外激光笔的功率为1～3500mW；所述光驱动液体弹珠为上述技术方案任一项所述光驱动液体弹珠。

有益效果

本发明提供了一种光驱动液体弹珠，本发明提供的光驱动液体弹珠在非接触近红外光照射下能够移动，具有光驱动特性；而且本发明提供的液体弹珠结构稳定，短时间内液体弹珠不会破裂，保证了液体弹珠内部液体在运输过程中不被污染。

本发明还提供了所述光驱动液体弹珠的制备方法，本发明提供的制备方法简单，很好的满足了科研以及生产上对微流体运输的需要。

附图说明