一种一维微纳米材料的自组装方法与流程

技术特征：

1.一种一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤S1：制作超声波谐振腔装置；

将基底的下表面与压电陶瓷片粘连，将基底的上表面与样品腔粘连，将压电陶瓷片与超声波函数发生器电连接，得到超声波谐振腔装置，其中，所述样品腔中装有包含微纳米粒子与水凝胶单体的混合溶液；将安装好的超声波谐振腔装置于光学显微镜物镜焦距处；

步骤S2：通过以下公式计算超声波谐振腔所需的共振频率f：

$h=\frac{1}{2}n\·\mathrm{\λ}=\frac{1}{2}n\·\frac{c}{f},n=1,2,\mathrm{3...}---\left(1\right)$

其中，h为谐振腔的高度，n为自然数，c为声波在液体中传播的速度，f为共振频率；得到共振频率f后，调节超声波函数发生器输出的超声波频率为0.95-1.05f，使颗粒在谐振腔中悬浮，得到链状排列的一维结构的微纳米材料；

步骤S3：使水凝胶单体凝固或交联固化，得到固定的一维微纳米材料。

2.根据权利要求1所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：步骤S2中，调节超声波函数发生器输出的超声波频率为0.99-1.01f，使颗粒在谐振腔中悬浮。

3.根据权利要求1所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：所述水凝胶为热敏水凝胶；步骤S2中，加热样品腔，使颗粒在样品腔中悬浮时，所述混合溶液的温度大于80℃；当得到需要的一维结构后，停止加热，样品腔冷却，水凝胶固化，得到固定的一维微纳米材料。

4.根据权利要求3所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：所述水凝胶为琼脂。

5.根据权利要求1所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：步骤S1中，所述样品腔中的混合溶液为微纳米粒子和光敏水凝胶单体的混合溶液，所述样品腔的上方设有紫外灯，步骤S2中得到链状排列的一维结构的微纳米材料后，打开紫外灯照射，引发光敏水凝胶单体交联，使溶液固化，得到固定的一维微纳米材料。

6.根据权利要求5所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：所述混合溶液的制备方法为：向容器中加入聚乙二醇二丙烯酸酯、去离子水、微纳米粒子的水悬浮液和光引发剂，搅拌均匀。

7.根据权利要求6所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：所述聚乙二醇二丙烯酸酯、去离子水、微纳米粒子的水悬浮液的体积比为1：(10～20)：(5～8)。

8.根据权利要求5所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：所述紫外灯设于样品腔正上方0.2～1.5cm处。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：所述微纳米粒子为表面沉积了磁性材料的微纳米颗粒；步骤S2中，得到链状排列的一维结构的微纳米材料后，使用磁铁磁化所述微纳米颗粒，并旋转永磁铁使所述微纳米颗粒旋转，控制颗粒的间距和彼此的角度。

10.根据权利要求9所述的一维微纳米材料的自组装方法，其特征在于：所述磁性材料包含Fe₃O₄、镍中的至少一种。