蒸汽响应智能薄膜材料及双刺激自驱动执行器和机器人手制造技术

本发明专利技术涉及一种蒸汽响应的智能薄膜材料的制备方法，通过利用紫外照射改性的方法，制得具有蒸汽响应的智能薄膜材料，能够对小分子醇类、小分子酮类的蒸汽作出响应，响应速度快，反应灵敏，形变幅度大，可重复使用。制备方法简单，易于实现，成本低，制得智能薄膜材料的重复可逆性好，稳定性性高，对环境友好，应用前景广泛。基于所述智能薄膜材料制得的双刺激自驱动执行器和双刺激自驱动机器人手，在工作过程中，由蒸汽刺激引起的变形和尺寸变化，有利于所述执行器和机器人手适应不同尺寸的目标物体。TENG提供足够的静电力用于移动或控制目标物体，而不需要外接电源，推动了“自驱动模式”在智能执行器和机器人手领域的发展。

Steam response intelligent thin film material and double spike self driving actuator and robot hand

The invention relates to a preparation method of an intelligent film material with steam response. The intelligent film material with steam response is prepared by using the method of ultraviolet irradiation modification, which can respond to the steam of small molecule alcohol and small molecule ketone, with fast response speed, sensitive response, large deformation range, and can be reused. The preparation method is simple, easy to realize, low cost, good repeatability and reversibility, high stability, environmental friendliness and wide application prospect. During the working process, the deformation and size change caused by the steam stimulation are beneficial for the actuator and robot hand to adapt to the target objects of different sizes. Teng provides enough static power to move or control the target object without external power supply, which promotes the development of \self driving mode\ in the field of intelligent actuators and robot hands.

【技术实现步骤摘要】
蒸汽响应智能薄膜材料及双刺激自驱动执行器和机器人手
本专利技术属于智能薄膜材料
，具体涉及一种蒸汽响应智能薄膜材料及双刺激自驱动执行器和机器人手。
技术介绍
21世纪，智能薄膜材料将会成为人们生活和生产中所运用的主导材料。这些年来，科研工作者对智能薄膜材料的应用进行了大量的研究并取得了飞速的发展。所谓的响应性材料，即智能薄膜材料，是在近几年发展起来的一类新型功能材料，它们对外界环境中的微小刺激信号如光照、温度、pH、离子强度以及机械强度等的变化产生快速反应，在结构和物理、化学性能上产生突变，这种材料被广泛应用于化学和生物传感器、药物控释材料、组织工程等方面。近年来，在外部刺激下能提供机械响应的智能薄膜材料被广泛应用于微机器人、智能感觉系统、光学调制器和人工肌肉等领域。蒸汽响应的可变形材料是这些智能薄膜材料中最常见的材料之一。蒸汽分子含量的变化能够使这些材料产生内应力，使其能够在浓度变化时显示出各种不同程度的变形。到目前为止，已有多种材料用于制造蒸汽响应的执行器，包括电活性聚合物、离子交换膜、弹性体、碳纳米材料等。然而，大多数这些材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽响应的智能薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将聚硅氧烷主剂与固化剂混合均匀，之后采用抽真空方式排出体系中气泡，制得混合液；/n(2)将步骤(1)制得混合液涂覆于硅片上，得到涂有材料膜层的样品片；/n(3)将所述样品片先进行加热处理，再利用紫外线照射材料膜层，冷却后剥离，即得所述蒸汽响应的智能薄膜材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽响应的智能薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚硅氧烷主剂与固化剂混合均匀，之后采用抽真空方式排出体系中气泡，制得混合液；
(2)将步骤(1)制得混合液涂覆于硅片上，得到涂有材料膜层的样品片；
(3)将所述样品片先进行加热处理，再利用紫外线照射材料膜层，冷却后剥离，即得所述蒸汽响应的智能薄膜材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚硅氧烷主剂与固化剂的质量比为10:1-5:1。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚硅氧烷主剂为二甲基硅氧烷、环甲基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、甲基乙基硅氧烷中的一种或几种的混合物。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述混合液涂覆于硅片上之后，还对硅片进行匀胶处理；
所述材料膜层的厚度为150μm-2mm。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述加热温度为80-120℃，加热时间为15-40min；
所述紫外线照射的波长为185nm-254nm，所述紫外照射的时间为15-30min。


6.权利要求1-5任一项所述方法制得的蒸汽响应的智能薄膜材料。


7.一种基于权利要求6所述智能薄膜材料的双刺激自驱动执行器，其特征在于，包括：第一组件和第二组件，所述第一组件和第二组件电连接；
所述第一组件从下至上依次为：基底、设置在基底上的两个第一电极、设置在第一电极上的隔离层、所述智能薄膜材料层；其中，所述智能薄膜材料层被照射的面朝下，所述智能薄膜材料层用于在蒸汽作用下卷曲时包裹目标物体，蒸汽扩散后舒展开卸下目标物体；
所述第二组件为摩擦纳米发电机，为所述两个第一电极提供电源。


8.根据权利要求7所述的双刺激自驱动执行器，其特征在于，所述第二组件为独立层模式摩擦纳米发电机，包括由上至下依次设置的摩擦滑块、两个第二金属电极和支撑平台；所述智能薄膜材料层与所述隔离层发生相对滑动和接触分离而带电；滑动所述第二组件摩擦滑块，在所述第一组件的两个第一电极之间产生瞬时强电场，在静电场力的作用下驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：董世杰，陈翔宇，郑莉，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11