CN112208052B - 一种基于磁性微粒导向的微型机器人及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开揭示了一种基于磁性微粒导向的微型机器人的制备方法，包括如下步骤：铁磁复合油墨制备：将铁磁微粒和有机聚合物按一定比例充分混合，获得铁磁复合油墨；初次磁化处理：通过电脉冲磁场对铁磁复合油墨进行初次磁化处理，获得触变性糊状油墨；基体制备：将所述触变性糊状油墨通过微管挤压，且加热固化后分割，获得微型机器人基体；非对称改性：在所述微型机器人基体两侧分别蒸镀催化金属和非催化金属，获得具备动力源的微型机器人；二次磁化处理：对所述具备动力源的微型机器人进行二次磁化处理，获得基于磁性微粒导向的微型机器人。

Description

一种基于磁性微粒导向的微型机器人及其制备方法
技术领域
本公开涉及一种微型机器人，具体涉及一种基于磁性微粒导向的微型机器人及其方法。
背景技术
微型机器人也被称作微型马达，是一种具有微型尺度的小型机器人，它可以将周围环境中的多种形式的能量(磁场，电场，化学能，热能等)转化为机械能，推动自身前进，完成特定的功能。微型机器人的设计方案也多种多样，根据驱动原理不同可分为：气泡或自泳推动型双面神球形马达(化学能)，光驱动热梯度场或电梯度场马达(光能)，磁场驱动螺旋型或摆动型马达(磁场能)。前两种方案难以实现高效的运动控制和导向。第三种方案由于尺度过大，难以满足一些复杂环境的检测需求以及生物医学领域的应用要求。此外，现有的微型制造技术，如3d激光直写技术，自卷曲技术，掠射角沉积技术等，存在生产成本高，制作流程复杂的弊端，且只适用于一些特定的条件。
微型机器人主要分为两类：双面神结构微型机器人和磁场驱动微型机器人。双面神结构微型机器人通过对微粒进行非对称改性，在微粒两边形成非对称场，利用产生的反推力或梯度力驱动微型机器人。利用这种方法制作的微型机器人尺度较小，动力充足，相对运动速度快，但也存在以下缺陷：1、较小的尺度和复杂的结构导致制作工艺和过程过于复杂，成本较高。制作双面神结构微型机器人所需要的SiO2微球，微棒或自卷曲结构需要加工精度很高的实验设备，以及超净的实验环境。也增加了后续的金属镀膜或电化学沉积的难度。2、虽然运动速度较快，但是运动不稳定，不易控制，受无规则的布朗运动的影响较大。一般的双面神结构微型机器人难以实现有效的运动导向控制。磁场驱动微型机器人通过模仿自然界在低雷诺数环境中可以运动的微生物的结构，磁场驱动微型机器人有着螺旋形或摆动型的尾部，在外加磁场的作用下驱动机体前进。这种微型机器人运动稳定，方向易于控制，制作也相对简单，但也具有一定的局限性：1、运动速度慢，效率较低，结构笨重；2、尺度相对较大，对其应用环境要求较高，尤其是在复杂环境检测，靶向送药领域有很大限制。
发明内容
针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种基于磁性微粒导向微型机器人，
为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
一种基于磁性微粒导向的微型机器人的制备方法，包括如下步骤：
S100：铁磁复合油墨制备：将铁磁微粒和有机聚合物按一定比例充分混合，获得糊状铁磁复合油墨；
S200：初次磁化处理：通过电脉冲磁场对糊状铁磁复合油墨进行初次磁化处理，获得触变性糊状油墨；
S300：基体制备：将所述触变性糊状油墨通过微管进行挤压，且加热固化后分割，获得微型机器人基体；
S400：非对称改性：在所述微型机器人基体两侧分别蒸镀催化金属和非催化金属，获得具备动力源的微型机器人；
S500：二次磁化处理：对所述具备动力源的的微型机器人进行二次磁化处理，获得基于磁性微粒导向的微型机器人。
优选的，步骤S100中，所述铁磁微粒由如下任意一种材料制备：钕-铁-硼合金、铝-镍-钴合金和铁-铬-钴合金。
优选的，步骤S100中，铁磁微粒和有机聚合物按1∶4的比例混合。
优选的，步骤S100中，所述有机聚合物包括如下任一：有机硅聚二甲基硅氧烷、热塑性聚氨酯弹性体。
优选的，步骤S200中，用于初次磁化的脉冲强度为1-2T。
优选的，步骤S500中，用于二次磁化的脉冲强度为2-3T。
优选的，步骤S400中，所述催化金属包括如下任一：Pt或Ag，所述非催化金属包括如下任一：Au或Cr。
优选的，所述催化金属和非催化金属的镀层厚度为5-10微米。
本公开还提供一种微型机器人，所述微型机器人包括由铁磁微粒和有机聚合物按照一定比例混合且通过微管挤压和加热固化等方法制备所得的基体，基体两侧分别镀有催化金属和非催化金属。
优选的，当微型机器人处于溶液中时，催化金属对溶液催化分解产生气泡，当气泡脱离催化金属时产生反向推力，使得微型机器人向非催化金属一侧运动。
与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
1、利用复合铁磁油墨受到外加磁场时的流变特性和注塑印刷工艺，能够很容易制作出微小尺度且性能稳定的棒状微型机器人的基体；
2、相比于传统的磁场驱动的微型机器人，本公开所制备的微型机器人，由于其结构简单，并且具有由液体向固体转化的工艺特点，可以达到百微米量级的微小尺寸，在狭窄的环境中运动更加灵活；
3、磁性颗粒由永磁材料制成，且均匀分布在整个基体中，相比于其他导向方法，由磁性颗粒产生的合磁力矩强度更大，也更稳定。
附图说明
图1是本公开一个实施例提供一种基于磁性微粒导向的微型机器人制备方法流程图；
图2是本公开另一个实施例提供的微型机器人的制造流程工艺示意图；
图3(a)和图3(b)是本公开另一个实施例提供的微型机器人的工作示意图，其中，图3(a)为工作原理示意图，图3(b)为受力示意图。
具体实施方式
下面将参照附图1至附图3(b)详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
一个实施例中，如图1、图2所示，一种基于磁性微粒导向的微型机器人的制备方法，包括如下步骤：
S100：铁磁复合油墨制备：将铁磁微粒和有机聚合物按一定比例充分混合，获得铁磁复合油墨；
S200：初次磁化处理：通过脉冲磁场对铁磁复合油墨进行初次磁化处理，获得触变性糊状油墨：
S300：基体制备：将所述触变性糊状油墨通过挤压、加热固化后分割，获得微型机器人基体；
S400：非对称改性：在所述微型机器人基体两侧分别蒸镀催化金属和非催化金属，获得具备动力源的微型机器人；
S500：二次磁化处理：对所述具备动力源的的微型机器人进行二次磁化处理，获得基于磁性微粒导向的微型机器人。
上述实施例是本公开提出的一种制备基于磁性颗粒导向的微型机器人的方法。通过采用注塑印刷的微加工和精密加工技术，利用直径为500微米的微管对油墨进行挤压，可以获得细棒状的直径为500微米的微型机器人基体，然后通过固化、切割等物理手段，即可获得更小体积的微型机器人基体，通过在微型机器人两侧镀有催化金属和非催化金属以及经过磁化处理，即可获得磁性微粒导向的微型机器人。采用上述方案制备的微型机器人，性能稳定，且相比于传统的磁场驱动的微型机器人，由于其结构简单，并且具有由液体向固体转化的工艺特点，可以达到百微米量级的微小尺寸，在狭窄的环境中运动更加灵活。
另一个实施例中，步骤S100中，所述铁磁微粒由如下任意一种材料制备：钕-铁-硼合金、铝-镍-钴合金和铁-铬-钴合金。
另一个实施例中，步骤S100中，铁磁微粒和有机聚合物按1∶4的比例混合。
另一个实施例中，所述有机聚合物包括如下任一：有机硅聚二甲基硅氧烷、热塑性聚氨酯弹性体。
本实施例中，这两种有机聚合物都具有由液态经过简单处理转换成固体的能力，所以适合作为微型机器人的基体材料。还未固化的有机硅聚二甲基硅氧烷和热塑性聚氨酯弹性体都可以和磁性微粒充分混合，成为微型机器人的基质材料，为后续步骤做准备。不同之处在于，若用于制备油墨的有机聚合物采用的是热塑性聚氨酯弹性体，需要采用蒸发溶剂的方式，将细棒状的油墨在温度为150℃的高温恒温箱中放置30min进行固化处理。若用于制备油墨的有机聚合物采用的是有机硅聚二甲基硅氧烷，由于有机硅聚二甲基硅氧烷具有加热凝固的性质，需要将细棒状的油墨在温度为300℃的高温恒温箱中放置15min进行固化处理。
通过上述固化处理后，可以获得固态油墨，将其进行分割为若干个圆柱体细棒或者球体亦或锥体等几何形状，则可获得微型机器人基体。
另一个实施例中，步骤S200中，用于初次磁化的脉冲强度为1-2T。
本实施例中，将铁磁复合油墨放到磁化器中，通过调整好磁化参数和磁化方向进行磁化处理。脉冲强度可以根据用于制备铁磁微粒的材料的磁性参数br和hcb进行估计，通过初次磁化可以使铁磁复合油墨内部产生剪切力而失去流动性，从而变成触变性糊状油墨。
另一个实施例中，步骤S400中，所述催化金属包括如下任一：Pt或Ag，所述非催化金属包括如下任一：Au或Cr。
本实施例中，利用金属蒸镀工艺，在前述实施例所获得的微型机器人基体的一侧蒸镀催化金属Pt或Ag，另一侧蒸镀非催化金属Au或Cr，镀层厚度为5-10微米。需要理解，如果镀层厚度小于5微米，可能会导致金属表面有些部分没有被覆盖，从而导致机器人的运动效果。如果镀层厚度大于10微米，则会加大金属蒸镀工艺的成本。
另一个实施例中，步骤S500中，用于二次磁化的脉冲强度为2-3T。
本实施例中，通过二次磁化能够使得具备动力源的微型机器人中的铁磁微粒达到磁饱和，且获得剩磁，此时，铁磁微粒的剩磁感应强度为1.3T左右，因此二次磁化的磁场强度要高于铁磁微粒的饱和磁场强度，且又因为外界磁化脉冲强度太高会极大的增加成本，且造成不必要的能量的浪费，因此将用于二次磁化的脉冲强度限定在2-3T最为合适。通过二次磁化后，磁场方向为沿轴方向，即为微型机器人的运动方向。
另一个实施例中，本公开还提供一种微型机器人，包括基体，基体两侧分别镀有催化金属层和非催化金属层，所述基体包括铁磁微粒和有机聚合物。
本实施例中，由于铁磁微粒均匀分布在整个微型机器人的基体中，当微型机器人处于溶液中时，催化金属通过对溶液催化分解能够产生气泡，气泡附着在催化金属一侧，当气泡脱离催化金属表面时会产生反向推力，从而使得微型机器人向非催化金属一侧运动。
下面，结合图3(a)和图3(b)，对微型机器人的工作原理作出进一步详细说明：
以微型机器人在H2O2溶液环境中工作为例，将制备获得的微型机器人置于H2O2溶液中，H2O2在催化金属层一侧催化分解为水和氧气，氧气以气泡形式黏附在催化金属层表面，当气泡脱离时会产生一个反推合力F推动微型机器人向非催化金属层一侧运动。而工作的空间中还存在一个导向磁场B，方向为沿圆柱轴向。当基体中的磁性微粒磁化方向和磁场方向不一致时，就会产生一个磁扭矩M。根据电磁场理论，磁扭矩的大小M＝m×B，m为磁性微粒总的磁化强度，B为导向磁场的场强，M的方向遵循矢量乘积右手定则。可以通过调整导向磁场B的大小来改变微型机器人转向的灵敏度。由于磁性微粒充满了整个基体，所以这种导向方法更加高效稳定，也更易于定量控制。
需要了解，除了H2O2溶液外，微型机器人也可以在N2H4溶液中工作，此时，N2H4在催化金属层一侧催化分解产生氢气，具体工作原理如上述实施例，此处不再赘述。
另外，微型机器人除了在溶液中实现直线运动外，还可以在外部电磁场的作用下实现转向。当对微型机器人施加外部电磁场时，铁磁微粒被磁化，其磁化方向由S极指向N极，从而使得微型机器人能够沿电磁场的场强方向运动。当微型机器人的运动方向与外部电磁场的场强方向不一致时，会产生一个扭矩作用于微型机器人(铁磁微粒在磁场中受力方向与磁场的磁感线方向有关，铁磁微粒的N极受力方向与磁感线切线方向一致，S极受力方向与磁感线切线方向相反)，使其调整自己的运动方向直至与外部磁场的场强方向一致。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

Claims (10)

1.一种基于磁性微粒导向的微型机器人的制备方法，包括如下步骤：
S100：铁磁复合油墨制备：将铁磁微粒和有机聚合物按一定比例充分混合，获得糊状铁磁复合油墨；
S200：初次磁化处理：通过电脉冲磁场对糊状铁磁复合油墨进行初次磁化处理，获得触变性糊状油墨；
S300：基体制备：将所述触变性糊状油墨通过利用直径为500微米的微管进行挤压，且加热固化后分割，获得细棒状的直径为500微米的微型机器人基体；
S400：非对称改性：在所述微型机器人基体两侧分别蒸镀催化金属和非催化金属，获得具备动力源的微型机器人；
S500：二次磁化处理：对所述具备动力源的微型机器人进行二次磁化处理，获得基于铁磁微粒导向的微型机器人。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤S100中，所述铁磁微粒由如下任意一种材料制备：钕-铁-硼合金、铝-镍-钴合金和铁-铬-钴合金。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤S100中，铁磁微粒和有机聚合物按1∶4的比例混合。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤S100中，所述有机聚合物包括如下任一：有机硅聚二甲基硅氧烷、热塑性聚氨酯弹性体。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤S200中，用于初次磁化的脉冲强度为1-2T。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤S500中，用于二次磁化的脉冲强度为2-3T。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤S400中，所述催化金属包括如下任一：Pt或Ag，所述非催化金属包括如下任一：Au或Cr。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述催化金属和非催化金属的镀层厚度为5-10微米。
9.一种根据权利要求1所述方法制备的微型机器人，所述微型机器人包括由铁磁微粒和有机聚合物按照一定比例混合且通过利用直径为500微米的微管挤压和加热固化方法制备所得的细棒状的直径为500微米的基体，基体两侧分别镀有催化金属和非催化金属。
10.根据权利要求9所述的微型机器人，其中，当微型机器人处于溶液中时，催化金属对溶液催化分解产生气泡，当气泡脱离催化金属时产生反向推力，使得微型机器人向非催化金属一侧运动。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113520568B (zh) * 2021-06-08 2023-02-28 武汉大学中南医院 一种等离子手术刀
CN113580196B (zh) * 2021-07-21 2022-07-19 武汉大学 一种微观智能机器人和微型磁性抓手的制备与使用方法
CN113894844B (zh) * 2021-09-30 2022-12-06 暨南大学 一种硅藻机器人的制备方法及应用方法
CN115253023B (zh) * 2022-07-19 2024-04-09 清华大学 磁性软体导航机器人及其制备方法和控制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2950332B1 (fr) * 2009-09-18 2011-10-28 Commissariat Energie Atomique Realisation d'un composant electromecanique pour un micro- ou nano- systeme dote d'un barreau formant un axe de rotation du composant et recouvert de graphene
WO2012050928A2 (en) * 2010-09-28 2012-04-19 The Regents Of The University Of California Fuel-free nanowire motors
CN102431966B (zh) * 2011-12-27 2014-10-29 复旦大学 一种管状多孔微米马达及其制备方法和应用
CN102674242A (zh) * 2012-01-11 2012-09-19 哈尔滨工业大学 一种人造微管的制备方法及其做为微马达的应用
WO2018146535A1 (en) * 2017-02-11 2018-08-16 Amouzadeh Tabrizi, Mahmoud Fabrication of nanomotors and applications thereof
CN107962548B (zh) * 2017-11-15 2020-09-25 复旦大学 一种可重构模块化微型机器人及其制备方法
CN110843163B (zh) * 2019-11-08 2021-01-12 西安交通大学 一种软材料中复杂磁畴编程的快速实现方法
CN111493973B (zh) * 2020-04-26 2021-04-23 北京纳米能源与系统研究所 一种微型磁控机器人、内芯及薄膜的制备方法、组装方法

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