本发明属于janus微球制备，尤其是涉及一种微液滴中不对称性组装janus微球的方法及应用。
背景技术：
1、janus微球以双面罗马神杰纳斯命名，是一种双相胶体，具有化学和物理截然不同的两面。形状、化学和特征(例如极性和电/磁特性)的可调和可控各向异性使得它们具有独特的行为和性质。这些独特的性质使它们适合用作界面稳定剂、脂质膜中的可控孔以及智能纳米材料，如电子器件、光学传感器等。janus微球在乳化、给药、传感、生物成像、和催化等领域引起了人们的极大兴趣。根据形貌和尺寸，janus微球可分为颗粒状、棒状或片状。在这些janus材料中，janus微球的研究最为深入，并已被应用于药物递送、催化、和环境治理等领域。
2、由于janus微球在广泛应用中的独特优势，开发简单、方便、经济、高通量的制备方法是制备各种janus微球的必要条件。掩蔽法又称界面选择性修饰法或界面保护法，是制备janus粒子最常用的方法之一。将均匀颗粒固定在固体基板或界面上，然后利用相邻颗粒的掩膜、模板和阴影将颗粒的一侧或两侧功能化以制备janus颗粒。虽然这种二维平面衬底或空气-水界面合成策略非常简单，并且提供了许多功能化的可能性，但它仍然限制了janus粒子在亚微米范围内的发展。此外，janus颗粒的数量被限制在几毫克。开发能规模化的技术来制备janus微球能更大地发挥其应用价值。
3、微马达的自驱动是janus微球的典型应用之一。微马达是一种通过将能量输入转化为机械功，在溶液中自主运动的新兴材料。它们可以通过多种机制提供动力，包括气泡推进、自电泳、自声阻抗、磁场和电场。气泡推进的微电机最近已被证明可以诱导有效的流体输送混合，能提高经典化学过程的产量，且在药物输送和环境治理等方面展现出广阔前景。但是，目前还缺少微马达的宏量制备方法。
技术实现思路
1、本发明要解决的第一个技术问题是提供一种微液滴中不对称性组装janus微球的方法。该方法可以通过使用不同性质(疏水和亲水)的初始颗粒混合悬浮液，在构建的微液滴中进行不对称性组装，制得janus微球，并适用于大规模连续化制备；该方法制得的janus微球呈亲水性纳米颗粒分布在疏水性微米颗粒的一侧，颗粒直径0.1-10μm；通过原位负载mno2催化剂在其不对称性分布的纳米颗粒上制得自驱动janus微球，能在h2o2溶液中在微球一侧分解产生氧气，推进颗粒运动。
2、本发明要解决的第二个技术问题是提供一种自驱动janus微球的应用。
3、为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：
4、一种微液滴中不对称性组装janus微球的方法，其特征在于，包括如下步骤：
5、s1、准备疏水性微米颗粒；
6、s1-1、将含有30-200nm mof纳米颗粒和0-3wt％的400nm ps球模板的悬浮液超声处理数秒后；在入口温度为50-150℃，出口温度为20-80℃，喷雾干燥机压缩气体速度为538-1052l/h，喷雾干燥机的混合液体进料速度为5-20ml/min，颗粒浓度0.5-5wt.％的条件下注入喷雾干燥机，二级孔mof或mof/ps复合球在收集容器中收集；随后，将mof/ps浸入dmf中，80℃搅拌1h，去除ps模板，得到三级孔mof微球，经离心收集在150℃真空烘箱下进一步干燥，制得mof疏水性微米颗粒；
7、非mof疏水性微米颗粒选自市购；
8、s2、准备亲水性纳米颗粒
9、s2-1、采用改进的法制备的sio2纳米粒子：具体的，在一个三口烧瓶中加入12-14mlteos、570-575ml乙醇和23-27mlh2o，在38-42℃水浴中振动8-12分钟，然后加入45-50ml氨水，反应3-5小时，然后再加入13-14ml teos和25-27mlh2o，继续反应7-9h；
10、s2-2、在反应溶液中继续加入2.0-2.2g盐酸多巴胺，室温搅拌7-9h，得到亲水性偏移纳米颗粒sio2/pdanps；
11、或者选用市购的亲水性纳米颗粒；
12、s3、微液滴中不对称组装制备janus颗粒
13、s3-1、选择直径为1-10μm的疏水性微米颗粒和直径为1-400nm的亲水性偏移纳米颗粒作为原料，调整两者之间的配比，并加入蒸馏水调整分散体固含量为1-10wt％，搅拌形成混合液体；
14、s3-2、janus微球的制备：通过构造微液滴形成限制空间对两种不同性质的颗粒进行不对称组装；构造微液滴的方法包括皮克林乳液法或喷雾干燥法；
15、所述皮克林乳液法的条件如下：将油相与步骤s3-1制得的混合液体两相混合，并在均质设备下乳化，形成皮克林乳液，通过旋蒸去除水分，颗粒在微液滴中组装，多次离心水洗得到janus颗粒；
16、所述喷雾干燥法的条件如下：将步骤s3-1制得的混合液体输入到喷雾干燥机进行喷雾干燥，喷雾干燥机的入口温度为50-150℃，出口温度为20-80℃；喷雾干燥机压缩气体速度为538-1052l/h，喷雾干燥机的混合液体进料速度为5-20ml/min；喷干分离完成后在收集室中收集得到janus微球；将janus微球浸泡在kmno4中，在其不对称性分布的还原性纳米颗粒上原位负载mno2，得到能在h2o2中自推进的janus微球。
17、优选的，步骤s1-1中，所述mof纳米颗粒选自uio-66、zif-8、mof-74、zif-68、mil-101或but-66中的一种或多种。
18、优选的，步骤s1-1中，所述非mof疏水性微米颗粒选自苯乙烯、丙烯酸丁酯苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸二甲酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、丙烯胺盐酸盐、丙烯酰胺、氰基丙烯酸正丁酯、异丙基丙烯酰胺、乙烯基吡啶中的一种或几种单体的聚合物微球。
19、优选的，步骤s2-2中，所述市购的亲水性纳米颗粒包括本身或改性后具备亲水性质的纳米颗粒，如pt、ag、sio2、tio2、cuo、zno、fe3o4或zro2纳米颗粒。
20、优选的，步骤s3-1中，所述疏水性微米颗粒的直径为3-8μm。
21、优选的，步骤s3-1中，所述亲水性偏移纳米颗粒的直径为50-200nm。
22、优选的，步骤s3-1中，所述疏水性微米颗粒和亲水性偏移纳米颗粒两者之间的配比为1/3-3/1。
23、优选的，步骤s3-1中，所述混合液体中固含量为2-5wt％。
24、优选的，步骤s3-2中，所述皮克林乳液法的微液滴构造均质化设备包括搅拌釜、乳化机或超重力机；所述均质化设备转速为1000-5000r/min；
25、优选的，步骤s3-2中，所述喷雾干燥机的入口温度为80-120℃，出口温度为30-40℃；
26、优选的，所述喷雾干燥机压缩气体速度为800-900l/h；
27、优选的，所述喷雾干燥机的混合液体进料速度为8.6-17.1ml/min。
28、为解决上述第二个技术问题，本发明采用如下的技术方案：
29、上述方法制得的一种自驱动janus微球的应用，所述janus微球能强化溶液中的扩散效果；
30、优选的，所述强化溶液中的扩散效果包括强化溶液中的催化、吸附或污染物捕获效果。
31、本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
32、如无特殊说明，本发明中的各原料均可通过市售购买获得，本发明中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。
33、与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
34、1)本发明可以将疏水微米核心在微液滴中偏移至水滴表面，而亲水性颗粒分散在水滴内部，微液滴干燥后可获得纳米颗粒聚集在微米颗粒一侧的janus微球，并通过mno2的原位负载直接得到自推进janus微球；
35、2)本发明制备的janus微球≥80％的颗粒呈janus球形，粒径0.1-10μm；
36、3)本发明可以通过改变微米核心颗粒与纳米偏移颗粒的配比实现后期不同的mno2装载量，以达到janus微球在h2o2溶液中不同的驱动速度。
37、4)本发明janus微马达的制备方法具有更高的产率，成本低，操作简便，易于工业化生产。