一种GaInO液态合金的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种GaInO液态合金的制备方法及应用。将高纯In金属按摩尔数0.17~0.28，高纯Ga金属按摩尔数0.83~0.72分别进行称量并放入烧杯中，再将烧杯放在磁力搅拌器上。将整体放入真空手套箱内，通过磁力搅拌器给烧杯加热至50℃~80℃，并不断搅拌至烧杯中的金属变为液态后，用注射器向液态金属缓慢注射2~6ml氧气（纯度为99.7%）并继续搅拌30~60min后获得GaInO液态金属。该液体金属可以精确控制不同指示温度和粘度，具有优良的导电、导热和个性化成型能力，且制备简单、使用方便、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种GaInO液态合金的制备方法及应用
本专利技术涉及一种GaInO液态合金的制备方法及应用，属于生物类材料制备

技术介绍
液态金属，指熔点不超过660.37℃的一类金属，它们具有高的热导率、良好的比热、低粘度和稳定性，是目前用于制备新型电源、电磁器件最有前景的一类材料。近年来，随着人口老龄化，中、青年创伤的增加，高新技术生物医用材料的基础研究工作也得到了全世界的广泛重视，其产业也获得了空前的高速发展。随着医疗生活水平的提高，对人体用植入生物医用材料的生物相容性、生物安全性、植入后的长期稳定性以及病人舒适性的要求越来越高，这就需要研发的生物医用植入材料除了具有复合功能的同时，还应能够在人体的不同体温环境下长期生存。将研发出的生物医用植入材料长期浸泡在人体模拟体液环境如人工血液、人工骨髓液、人工唾液中进行体外生物活性实验，并观察植入体与周围体液中的离子交换与预成骨活性是植入物材料在进入动物实验前应用最普遍的成骨活性评价体系。然而，这种体外生物活性的评价体系在实际中面临的普遍困难在于：当植入体材料应用在人体不承重的骨部位，其修复时间至少为6周，而当植入体材料应用在人体承重的骨部位，其修复时间至少为1年，因此，对于基础研究来说需要长时间的将植入体材料与人体模拟体液共存培养。由于人体各部位的温度在36.0~36.7℃范围内变化，当有外材料植入时，外界的细菌、病毒侵入，往往会使IL-6水平升高，引起炎症反应，致使人体温度升高到近41℃左右，这就是俗称的发烧。但是，现有方法在进行人体模拟体液的实验评价时，温控范围只是恒温在36℃左右，没法反映人体温度的实际变化情况，因此，长时间的实验过程需要模拟不同人体温度下复杂过程。针对上述情况，设计能够迅速、明显的反映人体温度范围的探测材料就十分必要了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有高导电性、不亲水、粘度好的GaInO液态合金的制备方法，具体包括以下步骤：将纯In金属和纯Ga金属混合后放入容器中，将整体置于真空条件下，将其加热至50℃~80℃，并不断搅拌至金属变为液态，然后向液态金属缓慢通入氧气，并继续搅拌30~60min后获得GaInO液态金属；其中，In金属的摩尔百分比为17~28%，Ga金属摩尔百分比83~72%。优选的，本专利技术所述In金属和Ga金属的纯度均大于等于99.99%。优选的，本专利技术所述氧气的通入量为Ga-In混合摩尔数的0.3~0.5倍。优选的，本专利技术整个制备过程在真空手套箱内进行。本专利技术的另一目的是将GaInO液态合金用于生物材料用于监测生物材料与人体模拟体液共培养过程中人体模拟体液的温度变化情况。具体方法为：将配置好人体模拟体液调整至健康的人体初始温度36℃±1℃后，放入真空手套箱或绝热箱中，抽真空，隔绝溶液与周围环境的热交换作用，将制备好的不同熔点的GaInO液态合金滴入溶液中，再将所要评价的生物材料放入模拟体液，观察不同熔点的GaInO液态合金的状态变化过程。本专利技术制备不同熔点的CaIn合金，而且，在此基础上添加氧（O）作为液态合金的增粘剂，增加它的表面张力和粘度，将其用作人体体温检测系统的指示材料；当人体由于引入微观细菌而引起温度升高，该材料可迅速改变状态。结合本专利技术所述方法制备得到材料优良的导电、导热及不溶于水的性质，可用于制作出成本低廉、操作简便、个性化的仿生人体温度探测器。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1）步骤（2）中搅拌过程，以氧作为增粘剂，通过加入不同含量的氧气可有效调节GaInO液态合金的表面张力和粘度，可使其与其他器件紧密连接，也可个性化设计成不同形状。（2）该合金通过限定的不同合金成分比可以使在人体温度范围内的不同温度下形成稳定的固-液相的随意转换，并具有优良的导电性和不亲水性，使用时可直接将其滴入体液，也可同时作为电热传感器与温控系统连接。（3）本专利技术方法的制备工艺非常简单、操作方便、成本低廉，可以制备出不同指示温度的GaInO液态金属同时放入体液中使用，使用时用注射器直接吸取滴入，置入冰箱保存，易于实现工业化生产。（4）本专利技术方法制备的GaInO液态金属用于监测人体模拟体液温度变化，操作方便、成本低廉。该液态金属对人体无毒，生物相容性好，人体温度范围内对测试环境和测试材料无污染；通过控制液态金属粘度，可随意之别不同形状的温度探测球，观察温度变化时易于区分，并且消除了传统浸泡实验中恒温水浴设备对实验真实性的影响。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1本实施例所述一种GaInO液态合金的制备方法，具体包括以下步骤：（1）获得液态合金原料：将纯度为99.99%的高纯In金属和纯度为99.99%的高纯Ga金属分别进行称量，其中，In金属的摩尔百分比为17%，Ga金属摩尔百分比83%。（2）获得液态合金：将步骤（1）中称量的得到的Ga金属与In金属放入烧杯中，再将烧杯放在磁力搅拌器上，并将转子置于烧杯中；将整体放入真空手套箱内，通过磁力搅拌器给烧杯加热至50℃，并不断搅拌至烧杯中的金属变为液态后，用注射器向液态金属缓慢注射0.3摩尔氧气（纯度为99.7%）并继续搅拌30min后获得指示温度为30℃的GaInO液态金属。按本例中相同的工艺条件，按步骤（2）待烧杯中的金属变为液态后，用注射器向液态金属分别缓慢注射0.4摩尔和0.5摩尔的医用级氧气并分别继续搅拌35min和60min后可获得不同粘度或不同成型能力熔点为30℃的GaInO液态金属；通过加入不同含量的氧气可有效调节GaInO液态合金的粘度，通过毛细管法测量并计算不同含氧量的粘度，如下表所示。实施例2本实施例所述一种GaInO液态合金的制备方法，具体包括以下步骤：（1）获得液态合金原料：将纯度为99.99%的高纯In金属和纯度为99.99%的高纯Ga金属分别进行称量，其中，In金属的摩尔百分比为28%，Ga金属摩尔百分比72%。（2）获得液态合金：将步骤（1）中称量的得到的Ga金属与In金属放入烧杯中，再将烧杯放在磁力搅拌器上，并将转子置于烧杯中；将整体放入真空手套箱内，通过磁力搅拌器给烧杯加热至80℃，并不断搅拌至烧杯中的金属变为液态后，用注射器向液态金属缓慢注射0.5摩尔氧气（纯度为99.7%）并继续搅拌60min后获得指示温度为42℃的GaInO液态金属。实施例3本实施例所述一种GaInO液态合金的制备方法，具体包括以下步骤：（1）获得液态合金原料：将纯度为99.99%的高纯In金属和纯度为99.99%的高纯Ga金属分别进行称量，其中，In金属的摩尔百分比为20%，Ga金属摩尔百分比80%。（2）获得液态合金：将步骤（1）中称量的得到的Ga金属与In金属放入烧杯中，再将烧杯放在磁力搅拌器上，并将转子置于烧杯中；将整体放入真空手套箱内，通过磁力搅拌器给烧杯加热至60℃，并不断搅拌至烧杯中的金属变为液态后，用注射器向液态金属缓慢注射0.5摩尔氧气（纯度为99.7%）并继续搅拌60min后获得指示温度为35℃的GaInO液态金属。实施例4本实施例所述一种GaInO液态合金的制备方法，具体包括以下步骤：（1）获得液态合金原料：将纯度为99.99%的高纯In金属和纯度为99.99%的高纯G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaInO液态合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将纯In金属和纯Ga金属混合后放入容器中，将整体置于真空条件下，将其加热至50℃~80℃，并不断搅拌至金属变为液态，然后向液态金属缓慢通入氧气，并继续搅拌30~60min后获得GaInO液态金属；其中，In金属的摩尔百分比为17~28%，Ga金属摩尔百分比83~72%。

【技术特征摘要】
1.一种GaInO液态合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将纯In金属和纯Ga金属混合后放入容器中，将整体置于真空条件下，将其加热至50℃~80℃，并不断搅拌至金属变为液态，然后向液态金属缓慢通入氧气，并继续搅拌30~60min后获得GaInO液态金属；其中，In金属的摩尔百分比为17~28%，Ga金属摩尔百分比83~72%。2.根据权利要求1所述GaInO液态合金的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭军，张磊，秦雪梅，蒋业华，王抗，付正容，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53