吉林大学学报(工学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (4): 1102-1108.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201704013

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声表面波技术在金纳米粒子可控制备中的应用

刘国君1, 张炎炎1, 杨旭豪1, 李新波2, 刘建芳1, 杨志刚1   

  1. 1.吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130022;
    2.吉林大学 通信工程学院,长春 130022
  • 收稿日期:2016-05-28 出版日期:2017-07-20 发布日期:2017-07-20
  • 作者简介:刘国君(1972-),男,副教授,博士.研究方向:压电驱动及微流控.E-mail:gjliu@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51375207).

Application of surface acoustic wave in controlled synthesis of gold nanoparticles

LIU Guo-jun1, ZHANG Yan-yan1, YANG Xu-hao1, LI Xin-bo2, LIU Jian-fang1, YANG Zhi-gang1   

  1. 1.College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022,China;
    2.College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2016-05-28 Online:2017-07-20 Published:2017-07-20

摘要: 为了制备优良的金纳米粒子,提出了一种基于声表面波技术可控制备金纳米粒子的实验方法,利用声表面波微流控系统对金纳米粒子进行扰动合成,实现金纳米粒子的可控合成。利用Matlab软件对叉指换能器对数进行了参数优化,设计并制作了声表面波微流控扰动系统。针对不同加载电压设计并开展了金纳米粒子制备试验,分析了不同电压对试验结果的影响。试验结果表明:通过调控电压等控制参数,制备了具有不同浓度、形貌及单分散性的金纳米粒子,验证了本文实验方法的有效性。

关键词: 流体传动与控制, 声表面波, 压电驱动, 微流体反应器, 金纳米粒子, 可控合成

Abstract: In order to controllably prepare gold nanoparticles with uniform size and good morphology, a synthesis method based on Surface Acoustic Wave (SAW) is proposed. The controllable microfluidic system based on SAW is used to perturb the synthesizing process and realize the controlled synthesis of gold nanoparticles. The parameters of the Interdigital Transducers (IDTs) are designed and the number of IDTs is optimized by MATLAB. Afterward, the controllable microfluidic system based on SAW is designed and manufactured. The experiments under different voltages are carried out to analyze the influence of voltage on the experiment results. Results show that the gold nanoparticles with different concentrations, morphologies and monodisperses can be synthesized under different loading voltages, which further verifies the controllability and feasibility of the proposed synthesis method.

Key words: fluid transmission and control, surface acouctic wave, piezoelectric actuation, microfluidic reactor, gold nanoparticles, controlled synthesis

中图分类号: 

  • TN384
[1] Hamouda I M. Current perspectives of nanoparticles in medical and dental biomaterials[J]. Journal of Biomedical Research,2012,26(3):143-151.
[2] Donaldson K, Stone V, Tran C L, et al. A new frontier in particle toxicology relevant to both the workplace and general environment and to consumer safety[J]. Nanotoxicology, 2004,61:727-728.
[3] Chen L C, Wei C W, Souris J S, et al. Enhanced photoacoustic stability of gold nanorods by silica matrix confinement[J]. Journal of Biomedical Optics,2010,15(1):016010.
[4] Mieszawska A J, Mulder W J M, Fayad Z A, et al. Multifunctional gold nanoparticles for diagnosis and therapy of disease[J]. Molecular Pharmaceutics, 2013, 10(3): 831-847.
[5] Frost C G, Mutton L. Heterogeneous catalytic synthesis using microreactor technology[J]. Green Chemistry, 2010, 12(10): 1687-1703.
[6] Chan P P, Dong P K. Dual-channel Microreactor for gas-liquid syntheses[J]. Journal of the American Chemical Society, 2010, 132(29): 10102-10106.
[7] 杨敬松,左春柽,连静,等. 基于数字微流控生物芯片的液滴调度算法[J]. 吉林大学学报:工学版,2007, 37(6): 1380-1385.
Yang Jing-song, Zuo Chun-cheng, Lian Jing, et al. Droplet scheduling algorithm for digital microfluidics-based biochips[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2007, 37(6):1380-1385.
[8] 李淑娴,吴一辉,宣明,等. 用于生化分析的聚二甲基硅氧烷微混合器[J]. 吉林大学学报:工学版,2006, 36(增刊1): 110-115.
Li Shu-xian, Wu Yi-hui, Xuan Ming, et al. Polymethylsiloxane micromixer in biochemical analyse[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2006, 36(Sup.1):110-115.
[9] 赵天,杨志刚,刘建芳,等. 利用压电微泵驱动和脉动混合可控合成金纳米粒子[J]. 光学精密工程,2014, 22(4): 904-910.
Zhao Tian, Yang Zhi-gang, Liu Jian-fang, et al. The synthesis-controlled of gold nanoparticles based on PZT micropump and pulsating mixing technology[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(4): 904-910.
[10] Miller D L, Smith N B, Bailey M R, et al. Overview of therapeutic ultrasound applications and safety considerations[J]. Ultrasound in Medicine, 2012, 31(4): 623-634.
[11] Ding X, Li P, Lin S S, et al. Surface acoustic wave microfluids[J]. Lab Chip, 2013, 13(18): 3626-3649.
[12] Gronewold T M A. Surface acoustic wave sensors in the bioanalytical field: Recent trends and challenges[J]. Analytical Chemistry Acta, 2007, 603(2): 119-128.
[13] Ruppel C C W, Reindl L, Weigel R. SAW devices and their wireless communications applications[J]. IEEE Microwave Magazine, 2002, 3(2): 65-71.
[14] Tan M K, Friend J R, Yeo L Y. Interfacial jetting phenomena induced by focused surface vibrations[J]. Physical Review Letters, 2009, 103(2): 024501
[1] 姜继海, 葛泽华, 杨晨, 梁海健. 基于微分器的直驱电液伺服系统离散滑模控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1492-1499.
[2] 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507.
[3] 刘国君, 马祥, 杨志刚, 王聪慧, 吴越, 王腾飞. 集成式三相流脉动微混合芯片[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1063-1071.
[4] 刘祥勇, 李万莉. 包含蓄能器的电液比例控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1072-1084.
[5] 王佳怡, 刘昕晖, 王昕, 齐海波, 孙晓宇, 王丽. 数字二次元件变量冲击机理及其抑制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1775-1781.
[6] 闻德生, 王京, 高俊峰, 周聪. 双定子单作用叶片泵闭死容腔的压力特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1094-1101.
[7] 王丽, 刘昕晖, 王昕, 陈晋市, 梁燚杰. 装载机数字液压传动系统换挡策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 819-826.
[8] 李慎龙, 刘树成, 邢庆坤, 张静, 赖宇阳. 基于LBM-LES模拟的离合器摩擦副流致运动效应[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 490-497.
[9] 张敏, 李松晶, 蔡申. 基于无阀压电微泵控制的微流控液体变色眼镜[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 498-503.
[10] 闻德生, 陈帆, 甄新帅, 周聪, 王京, 商旭东. 双定子泵和马达在压力控制回路中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 504-509.
[11] 顾守东, 刘建芳, 杨志刚, 焦晓阳, 江海, 路崧. 压电式锡膏喷射阀特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 510-517.
[12] 张健, 姜继海, 李艳杰. 锥型节流阀流量特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1900-1905.
[13] 吴维, 狄崇峰, 胡纪滨, 苑士华. 基于液压变压器的自适应换向驱动系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1906-1911.
[14] 杨华勇, 王双, 张斌, 洪昊岑, 钟麒. 数字液压阀及其阀控系统发展和展望[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1494-1505.
[15] 袁哲, 徐东, 刘春宝, 李雪松, 李世超. 基于热流固耦合过程的液力缓速器叶片强度分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1506-1512.
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