The invention discloses a method for preparing materials and dynamic induced biaxial bending actuator and its preparation, the actuating materials including stacked up the first layer and the second layer, an adhesive layer is arranged between the first layer and the second layer, the first layer of material moisture expansion coefficient greater than second humidity expansion material layer the first layer of material and coefficient of thermal expansion is less than the second layer of material coefficient of thermal expansion coefficient, the first material layer is a carbon based cellulose composite layer, the second layer of material for polymer material. The actuator includes the actuating material and at least two electrodes, two electrodes are arranged at intervals and the actuating material is electrically connected to the two electrode, fixed interval dynamic surface material layer on the first material, the actuator can respond to a variety of stimuli, can be driven by light, electricity and humidity. And can realize bidirectional bending deformation.
【技术实现步骤摘要】
致动材料和双向弯曲型致动器及其制备方法
本专利技术涉及致动材料领域,具体涉及一种致动材料、能对多种刺激产生响应的双向弯曲型致动器及其制备方法。
技术介绍
致动器的工作原理为将其它能量转换为机械能,实现这一转换经常采用的途径有三种:通过静电场转化为静电力,即静电驱动;通过电磁场转化为磁力,即磁驱动;利用材料的热膨胀或其它热特性实现能量的转换,即热驱动。利用热驱动的致动器克服了静电驱动和磁驱动致动器形变量小的缺点,该致动器结构只要能够保证获得一定的热能就可以产生相应的形变。另外,相对于静电力和磁场力,热驱动力较大。电热式致动器采用两片热膨胀系数不同的金属结合成双层结构作为电致伸缩元件,当通入电流受热时,由于一片金属的热膨胀量大于另一片,双金属片将向热膨胀量小的一方弯曲。然而,由于上述致动材料采用金属结构,其柔性较差,形变量较小,致动器热响应速度较慢;此外形变只能向一个方向弯曲,形变模式单一,不利于实际生产生活中的应用。湿度致动器,是一种能感受气体中水蒸气含量,并利用材料的干缩湿胀效应的致动器,主要应用于机械工程、传感器、气体及湿度致动器等方面。湿度致动器的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,膜的体积发生变化,利用这一特性即可制成弯曲型致动器。传统的热致动器与湿度致动器有结构复杂,制备繁琐,价格昂贵,且运动形式单一等缺点,急需改进。碳基材料包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯及其衍生物,是近几年来倍受关注的材料。以碳纳米管为例,其具有许多优异的性能,可应用于许多领域。碳纳米管是由石墨片卷成的无缝中空管体,由于在碳纳米管内电子的量子 ...
【技术保护点】
一种致动材料,其包括层叠设置的第一材料层和第二材料层,所述第一材料层和第二材料层之间设有粘结剂层,其特征在于:所述第一材料层的湿度膨胀系数大于第二材料层的湿度膨胀系数,并且第一材料层的热膨胀系数小于第二材料层的热膨胀系数,所述第一材料层为碳基纤维素复合材料层,所述第二材料层为聚合物材料层。
【技术特征摘要】
1.一种致动材料,其包括层叠设置的第一材料层和第二材料层,所述第一材料层和第二材料层之间设有粘结剂层,其特征在于:所述第一材料层的湿度膨胀系数大于第二材料层的湿度膨胀系数,并且第一材料层的热膨胀系数小于第二材料层的热膨胀系数,所述第一材料层为碳基纤维素复合材料层,所述第二材料层为聚合物材料层。2.根据权利要求1所述的一种致动材料,其特征在于:所述碳基纤维素复合材料层中的纤维素材料与碳基材料的重量比为500:1~1:1,纤维素材料为纤维素、半纤维素或木质素,碳基材料为碳纳米管、石墨、碳黑及其衍生物。3.根据权利要求1所述的一种致动材料,其特征在于:所述聚合物材料层中的聚合物为聚丙烯,聚乙烯,硅橡胶、氟硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨脂、环氧树脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯腈中的一种或几种的组合。4.根据权利要求1所述的一种致动材料,其特征在于:所述粘结剂层的粘结剂为聚乙烯醇,α-氰基丙烯酸乙酯,亚克力胶,光固化胶,热固化胶中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的一种致动材料,其特征在于:所述第一材料层的厚度为1~500μm,第二材料层的厚度为10~500μm,粘结剂层的厚度为1~300μm。6.根据权利要求1所述的一种致动材料,其特征在于:第一材料层与第二材料层的厚度比为1:0.1~1:200,优选地,该厚度比为1:0.5~1:10。7.根据权利要求1所述的一种致动材料,其特征在于:所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈鲁倬,张薇,翁明岑,周培迪,黄志高,
申请(专利权)人:福建师范大学,
类型:发明
国别省市:福建,35
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