基于刺激响应性高分子的微米马达和微米泵

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1、学校代码：１０２８５４４２１４０８学号：２０１１ＩＳＯＯＣＨＯＷＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ｜■■Ｉ基于刺激响应性高分子的微米马达和微米泵Ｓ－ｔｉｍｕｌｉｒｅｓｏｎｓｖｅｔＦｐｉｐｏｌｙｍｅｒｂａｓｅｄｍｉｃｒｏｍｏｏｒｓａｎｄｍｉｃｒｏｐｕｍｐｓ研究生姓名董永刚指导教师姓名董彬专业名称材料科学与工程研究方向功能局分子所在院部功能纳米与软物质研究院一Ｉ苏州大学学位论文独创性声明木人郑重声明：所提交的学位论文足木人在导师的指导下，

2、独立进行研宄工作所取得的成果。除文屮已经注明引用的内容外，本论文不含典他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研宂作出重耍责献的个人和集体，均己在文屮以明确方式标明。本人承担本声明的法律贵任。论文作者签名：＼日期：苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。木学位论文电子文档的内容和纸？质论文的内容相致。苏州大学苻权向国家图书馆、中国社科

3、院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中国学术期刊）（光盘版电子杂忐社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被査阅和借阅，吋以采用影印、缩印或典他笈制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文口本学位论文属在年月解密后适用本规定。＿ｚ非涉密论文？＇＾＾：论文作者签名：＼４日期１＾导师签名：５狀：丨三１期基于刺激响应性高分子的微米马达和微米栗中文摘要中文摘要受自然界中生物马达和

4、生物泵的启发，人造自主运动系统的研宄在近十几年来取得了显著的进展。２０１６年度诺贝尔化学奖授予了三位研究分子马达的科学家，“”以表彰其发明了行动可控。，，且在提供能量后可以执行任务的分子机器那么？什么是微米马达简而言之就是大小在微米尺寸，，能够利用外界环境中的能量并能转化维持自身运动的微型装置。微米马达可以在液体环境中实现自主推进的行为，微米泵则能够诱导周围环境中的液体流动，二者很多时候都是基于相同的推进机理。迄今为止，微米马达和微米泵都需要解决它们的运动精确控制问题，远程精一些研宄工作存

5、准操控、实时状态调整是二者未来的发展方向。此外，之前报道的在构造方法复杂的问题，进，不利于大规模开展简单制备微米马达和微米泵的工作一步限制了微米马达和微米泵的应用前景。因此，我们开展的工作就是在实现大规模简单制备微米马达和微米泵的基础上，研宄如何精准控制微米马达和微米泵的运动问题。在本论文中，主要进行的工作包括以下三部分：一１、利用静电喷雾法大规模制备出结构完整、粒径分布均的半球形微米马达。这种微米马达不仅表现出可控的启／停／启（Ｏｎ／Ｏ扭Ｏｎ）运动行为，而且能够实现双（，重刺激紫外光和Ｎ

6、Ｈ３）响应，并且该过程能够可逆实现。此外半球形微米马达的运动方向也是可以被控制的，都是朝向远离这两种刺激物质（紫外光和ＮＨ３）的方向运动。因此，只要控制这两种刺激物质的施加方向，我们就能够有意的操控马达的运动速度加快或者减慢。正是由于这两种不同的运动控制方法，我们成功的实现了通过输入紫外光照或ＮＨ３刺激来实现双重的逻辑运算功能，首次成功构建了“”“”一与逻辑门种基于高分子材料的半球形微米马达的可重构或异或。２一、利用且在光照刺激条件下能够实现静电喷雾法步制备饼状微米结构，并微米马达和微米栗

7、的双重功能。当在水面上使用单侧光照射样品时，样品同时具备微米马达（运动）和微米泵（泵动）的功能；当在水面上使用垂直光照射样品时，样品无法运动只有微米泵现象。此外，当在液面下固定样品时，光照条件下也能观，察到微米泵的现象，通过调节光照强度可以控制微米泵的方向和速度并且此种变一。化是可逆的值得提的是，在合适光照强度下我们能够观察到微米泵独特的类似“”心脏跳动的震荡行为。Ｉ中文摘要基于高分子材料的微米马达和微米泵的研宄３、制备Ａｇ／明胶微管马达。采用模板法制备明胶微米管，利用混合的银增强溶

8、液在明胶管内壁反应沉积ＡｇＮＰｓ，通过Ａｇ催化分解Ｈ２０２溶液产生气泡来实现微米马达的自推进运动。首先，与自卷曲法和电化学沉积模板法相比，该法不仅能同样实现管状微米马达的大规模制备，而且过程更加简单。其次，在材料选用上，明胶，具有非常优异的生物相容性是天然的生物相容性材料；在催化剂的选择上来说Ａｇ（０）不仅同样能实现对过氧化