一种光驱动复合微米片阵列马达系统的制作方法

本发明涉及光驱动微马达技术领域，具体涉及一种光驱动复合微米片阵列马达系统。

背景技术：

微马达系统在微纳机械、临床医学、环境治理等领域具有广泛的应用。在现有微马达中，多是通过超声波或磁场来驱动的，限制了微马达系统的应用。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供了一种光驱动复合微米片阵列马达系统，包括基底和复合微米片层，复合微米片层置于基底上，复合微米片层由周期排列的复合微米片单元构成，复合微米片单元包括贵金属片和热膨胀片，贵金属片和热膨胀片固定连接，贵金属片和热膨胀片的侧面固定在基底上。

更进一步地，贵金属片的材料为金。

更进一步地，贵金属片中设有孔洞。

更进一步地，孔洞的尺寸不等。

更进一步地，孔洞非周期排布。

更进一步地，基底为二氧化硅。

更进一步地，还包括凹槽，凹槽设置在基底的表面相邻复合微米片单元之间。

更进一步地，贵金属片的高度小于热膨胀片的高度。

更进一步地，凹槽的底面为斜面，在热膨胀片一侧，凹槽深；在贵金属片一侧，凹槽浅。

更进一步地，热膨胀层的材料为锰镍合金。

本发明的有益效果：本发明提供了一种光驱动复合微米片阵列马达系统，包括基底和复合微米片层，复合微米片层置于基底上，复合微米片层由周期排列的复合微米片单元构成，复合微米片单元包括贵金属片和热膨胀片，贵金属片和热膨胀片固定连接，贵金属片和热膨胀片的侧面固定在基底上。应用时，应用脉冲激光从基底一侧照射，脉冲激光经过基底后，被耦合到贵金属片上，贵金属片吸收脉冲激光的能量转化为热，这些热也传递给热膨胀片，由于热膨胀片与贵金属片的材料不同和热膨胀系数不同，从而导致复合微米片单元弯曲，从而实现从而光能到机械能的转化。本发明中，贵金属片的法线方向与基底的法线方向垂直，入射脉冲激光的方向与贵金属片法线的方向垂直，增加了贵金属片与入射脉冲激光的作用距离，增强了贵金属片与脉冲激光的耦合，使得贵金属片吸收更多的光能量，从而使得热膨胀片弯曲更多，从而实现更高效率的光能机械能转化，在光催化、环境治理等领域具有较好的应用价值。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种光驱动复合微米片阵列马达系统的示意图。

图2是又一种光驱动复合微米片阵列马达系统的示意图。

图中：1、基底；2、贵金属片；3、热膨胀片；4、凹槽。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

本发明提供了一种光驱动复合微米片阵列马达系统。如图1所示，该光驱动复合微米片阵列马达系统包括基底1和复合微米片层。基底1为透明材料。优选地，基底1为二氧化硅。复合微米片层置于基底1上。复合微米片层由周期排列的复合微米片单元构成，复合微米片单元包括贵金属片2和热膨胀片3。贵金属片2的材料为金，热膨胀层3的材料为锰镍合金。贵金属片2和热膨胀片3固定连接，如图1所示，贵金属片2和热膨胀片3的法线方向沿水平方向，贵金属片2和热膨胀片3的法线方向和基底1的法线方向垂直。贵金属片2和热膨胀片3的侧面固定在基底1上。如图1所示，贵金属片2和热膨胀片3的底部固定在基底1上。应用中，贵金属片2的厚度小于1微米。优选地，贵金属片2的厚度小于100纳米。热膨胀片3的厚度小于5微米。优选地，热膨胀片3的厚度小于1微米。这样一来，贵金属片2既能吸收激发光的能量，自身的热容又小，从而使得热膨胀片3的温度变化更多，从而使得复合微米片单元的形变更多，从而使得更多的光能转化为机械能。

应用时，应用脉冲激光从基底1一侧照射，脉冲激光经过基底1后，被耦合到贵金属片2上，贵金属片2吸收脉冲激光的能量转化为热，这些热也传递给热膨胀片3，由于热膨胀片3与贵金属片2的材料不同和热膨胀系数不同，从而导致复合微米片单元弯曲，从而实现从而光能到机械能的转化。本发明中，贵金属片2的法线方向与基底1的法线方向垂直，入射脉冲激光的方向与贵金属片2法线的方向垂直，增加了贵金属片2与入射脉冲激光的作用距离，增强了贵金属片2与脉冲激光的耦合，使得贵金属片2吸收更多的光能量，从而使得热膨胀片2弯曲更多，从而实现更高效率的光能机械能转化，在光催化、环境治理等领域具有较好的应用价值。

实施例2

在实施例1的基础上，贵金属片2中设有孔洞。孔洞的尺寸不等，孔洞非周期排布。这样一来，在脉冲激光的作用下，在贵金属片2上孔洞周围形成局域表面等离激元共振，在孔洞周围形成更强的电流，导致贵金属片2吸收更多的光能。另外，孔洞的尺寸不等和孔洞非周期排布有利于贵金属片2上的孔洞吸收不同波长的电磁波，从而吸收更多的脉冲激光中的能量，从而热膨胀片3温度升高更多，从而导致复合微米片单元的形变更多，从而实现更高效率的光能机械能转化。

实施例3

在实施例2的基础上，如图2所示，还包括凹槽4，凹槽4设置在基底1的表面相邻复合微米片单元之间。这样一来，脉冲激光在基底1中传播，最后导致脉冲激光的大部分能量聚集到复合微米片单元的下部，这有利于更多的光能耦合到贵金属片2上，从而在贵金属片2上产生更多的热量，从而造成热膨胀片3更大程度的弯曲，实现更高效率的光能机械能转化。

更进一步地，凹槽4的底面为斜面，在热膨胀片3一侧，凹槽4深；在贵金属片2一侧，凹槽4浅。这样一来，在凹槽4底部，光产生会聚效果，更多的光聚集到复合微米片单元的下部，从而激发贵金属片2上更强的表面等离激元共振，使得贵金属片2上产生更多的热，从而导致热膨胀片3弯曲更多，最终实现更高效率的光能机械能转化。

更进一步地，贵金属片2的高度小于热膨胀片3的高度，贵金属片2产生的热均被热膨胀片3吸收，以便于充分利用贵金属片2产生的热，使得热膨胀片3弯曲更多，从而实现更高效率的光能机械能转化。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于，包括基底和复合微米片层，所述复合微米片层置于所述基底上，所述复合微米片层由周期排列的复合微米片单元构成，所述复合微米片单元包括贵金属片和热膨胀片，所述贵金属片和所述热膨胀片固定连接，所述贵金属片和所述热膨胀片的侧面固定在所述基底上。

2.如权利要求1所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：所述贵金属片的材料为金。

3.如权利要求2所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：所述贵金属片中设有孔洞。

4.如权利要求3所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：所述孔洞的尺寸不等。

5.如权利要求4所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：所述孔洞非周期排布。

6.如权利要求5所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：所述基底为二氧化硅。

7.如权利要求1-6任一项所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：还包括凹槽，所述凹槽设置在所述基底的表面相邻所述复合微米片单元之间。

8.如权利要求7所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：所述贵金属片的高度小于所述热膨胀片的高度。

9.如权利要求8所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：所述凹槽的底面为斜面，在所述热膨胀片一侧，所述凹槽深；在所述贵金属片一侧，所述凹槽浅。

10.如权利要求9所述的光驱动复合微米片阵列马达系统，其特征在于：所述热膨胀层的材料为锰镍合金。

技术总结本发明提供了一种光驱动复合微米片阵列马达系统，包括基底和复合微米片层，复合微米片层置于基底上，复合微米片层由周期排列的复合微米片单元构成，复合微米片单元包括贵金属片和热膨胀片，贵金属片和热膨胀片固定连接，贵金属片和热膨胀片的侧面固定在基底上。应用时，应用脉冲激光从基底一侧照射，导致复合微米片单元弯曲，从而实现从而光能到机械能的转化。本发明中能够实现更高效率的光能机械能转化，在光催化、环境治理等领域具有较好的应用价值。技术研发人员：不公告发明人受保护的技术使用者：刘翡琼技术研发日：2020.10.13技术公布日：2021.01.15