The invention discloses a nanofiber-based bionic driving film and its preparation method and application, belonging to the technical field of flexible humidity sensor materials. The nanofibre-based biomimetic driving film consists of PVA co_PE nanofibers, graphene oxide and silver nanowires. The specific preparation process is to add graphene oxide aqueous solution and silver nanowires alcohol solution into PVA co_PE nanofibers suspension in turn, mix well and evenly, then spray the mixture onto the PET substrate and dry it in the oven. The bionic driving film based on nanofibers was prepared by removing the PET substrate after drying. The preparation process of the present invention is relatively simple, and the prepared nanofibre-based bionic driving film can produce rapid and reversible bending deformation under the stimulation of environmental humidity.
【技术实现步骤摘要】
纳米纤维基仿生驱动薄膜及其制备方法与应用
本专利技术涉及自驱动薄膜,属于柔性湿度传感器材料
,具体地涉及一种纳米纤维基仿生驱动薄膜及其制备方法与应用。
技术介绍
自驱动薄膜一种自驱动器(autonomousactuator),可以响应外界条件变化,自身产生形变。对外部环境敏感性强的自驱动器(例如,极小的温度或湿度变化即可实现较大形变)在传感、能量转换等方面具有广阔的应用前景。其中,从原理上讲,这类薄膜材料首先需要具有不对称的结构,薄膜两侧对湿度具有不同的响应能力,如不同的吸水膨胀率。而这种对结构的要求也使得制备过程通常十分复杂。如中国专利技术专利申请(申请公布号:CN107268182A,申请公布日:2017-10-20)公开了对湿度敏感的纳米微晶纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法,具体公开了将水解纤维素得到的纳米微晶纤维素悬浮液与热塑性聚合物纳米纤维悬浮液混合均匀后涂覆于基材表面,干燥,除去基材即制备得到对湿度敏感的纳米微晶纤维素纳米纤维复合膜。该复合膜对湿度响应的原理在于:纳米微晶纤维素上丰富的羟基,亲水性极好,当复合膜一侧湿度变大后,水分子和纳米微晶纤维素上的羟基产生氢键结合,体积变大,从而驱动整个复合纳米纤维膜向湿度大的一侧弯曲,根据弯曲的角度可以对应计算出湿度的大小。然而,水解纤维素得到纳米微晶纤维素悬浮液的工艺过程比较复杂,一旦控制不好相关工艺参数,就不能得到纳米微晶纤维素悬浮液。又如日本理研中心(RIKEN)的DaigoMiyajima博士和东京大学的TakuzoAida教授等人报道了一种可在正常的环境湿度下使用,微小的湿度扰动即可实现形 ...
【技术保护点】
1.一种纳米纤维基仿生驱动薄膜,其特征在于:它由质量比为(100~160):(3~12):(5~20)的PVA‑co‑PE纳米纤维、氧化石墨烯和银纳米线组成,所述驱动薄膜的厚度分布在40~60μm,所述PVA‑co‑PE纳米纤维的纤维直径分布在100~200nm之间。
【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维基仿生驱动薄膜,其特征在于:它由质量比为(100~160):(3~12):(5~20)的PVA-co-PE纳米纤维、氧化石墨烯和银纳米线组成,所述驱动薄膜的厚度分布在40~60μm,所述PVA-co-PE纳米纤维的纤维直径分布在100~200nm之间。2.根据权利要求1所述纳米纤维基仿生驱动薄膜,其特征在于:所述银纳米线为直径40~60nm,长度为25~35μm的纳米线状结构。3.根据权利要求1或2所述纳米纤维基仿生驱动薄膜,其特征在于:所述氧化石墨烯为通过改进的Hummers方法制得的具备良好亲水性材料。4.根据权利要求3所述纳米纤维基仿生驱动薄膜,其特征在于:所述纳米纤维基仿生驱动薄膜对环境湿度的弯曲角度可达150°,响应时间为0.8s。5.根据权利要求3所述纳米纤维基仿生驱动薄膜,其特征在于:所述纳米纤维基仿生驱动薄膜置于人手掌中,自发完成360°的连续翻转...
【专利技术属性】
技术研发人员:王栋,王文,向晨雪,
申请(专利权)人:武汉纺织大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。