一种太阳光驱动的柔性薄膜致动器制造技术

本发明专利技术涉及一种柔性薄膜致动器，特别涉及一种太阳光驱动的柔性薄膜致动器。通过两步法连续磁控溅射，将纳米晶金属薄膜与FEP塑料结合，制备出纳米晶金属薄膜/柔性全氟乙烯丙烯共聚物薄膜，制备的薄膜轻薄、薄膜层间结合力强，且制备方法简单、可大规模工业生产。利用两层薄膜之间的热膨胀系数差异以及金属薄膜的高热传导系数，制备出可实现大幅度形变的柔性薄膜致动器。制备的光驱动柔性薄膜致动器具有对太阳光的高灵敏性、环境中长期稳定性、可以任意裁剪拼接等特性。

A flexible thin film actuator driven by sunlight

【技术实现步骤摘要】
一种太阳光驱动的柔性薄膜致动器
本专利技术涉及一种柔性薄膜致动器，特别涉及一种基于纳米晶金属薄膜/柔性全氟乙烯丙烯共聚物基底的太阳光驱动的柔性仿生薄膜致动器。
技术介绍
飞行类动物的飞行动力来源于全身复杂肌肉群协同控制翅膀拍打空气，而人造飞行器的推动力主要通过化石燃料的燃烧喷射或驱动螺旋桨旋转获取。模仿飞行类动物，通过煽动“翅膀”实现持续运动一直是仿生机器人领域的重点研究领域。相对比于刚性结构，柔性薄膜致动器可以大幅降低类“煽动”驱动的机械和算法的复杂性。柔性致动器由柔性材料组合构造，能够将外部刺激，如光、热、湿度等，转化为复杂的机械形变，在仿生设备、微型机器人、智能设备等领域有着广泛的应用。光驱动因具有无线化、可控化等优点而广受关注。太阳光取之不尽用之不竭、安全清洁。太阳光驱动是目前光驱动柔性致动器领域中非常重要的研究方向，同时利于光驱动柔性致动器在自然环境中的应用。常见的光驱动柔性致动器的工作原理是利用高能光强刺激具有光敏性的液晶聚合物产生分子取向变化或者利用光热转换使层状柔性器件不同层之间形成热膨胀差异，从而实现可以对热、光等实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳光驱动的柔性薄膜致动器，其特征在于，所述的柔性薄膜致动器由柔性基底，第一层金属薄膜和第二层金属薄膜组成，其中，第一层金属薄膜通过射频磁控溅射制备，第二层金属薄膜通过直流磁控溅射制备。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳光驱动的柔性薄膜致动器，其特征在于，所述的柔性薄膜致动器由柔性基底，第一层金属薄膜和第二层金属薄膜组成，其中，第一层金属薄膜通过射频磁控溅射制备，第二层金属薄膜通过直流磁控溅射制备。


2.如权利要求1所述的太阳光驱动的柔性薄膜致动器，其特征在于，所述的柔性薄膜致动器的制备方法具体步骤如下：
(1)柔性基底处理
将柔性基底依次用丙酮、无水乙醇清洗，然后使用氧等离子体清洗机进行处理；
(2)制备第一层金属薄膜
将处理过的基底薄膜平铺在磁控溅射托盘上，薄膜两端通过高温胶带固定；通过射频磁控溅射，在步骤(1)的基底薄膜上进行纳米晶金属预溅射，形成第一层超薄纳米晶金属层薄膜；
(3)制备第二层金属薄膜
通过直流磁控溅射，在步骤(2)的超薄纳米晶金属薄膜上沉积第二层亚微米厚度的纳米晶金属层，获得柔性薄膜；
(4)制备柔性薄膜致动器
将步骤(3)中所获得的柔性薄膜，制备成柔性致动器。


3.如权利要求2所述的太阳光驱动的柔性薄膜致动器，其特征在于，步骤(1)所述的柔性薄膜基底为全氟乙烯丙烯共聚物薄膜，具有135×10-6/K的热膨胀系数。


4.如权利要求2所述的太阳光驱动的柔性薄膜致动器，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述形成纳米晶金属层的金属为锡、铜、钼或者半导体化合物硒化锑中的一种或多种。


5.如权利要求2所述的太阳光驱动的柔性薄膜致动器，其特征在于，步骤(2)所述射频磁控溅射的功率为30-50W，溅射时间为10-20s，溅射腔压为5.0-6.0Pa。


6.如权利要求2所述的太阳光驱动的柔性薄膜致动器，其特征在于，步骤(3)所述的直流磁控溅射的功率为30-40W，溅射时间为40-60min，溅射腔压为3.0-5.0Pa。


7.如权利要求2所述的太阳光驱动的柔性薄膜致动器，其特征在于，步骤(3)所述的柔性薄膜纳米晶金属层厚度为200-50...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁宁一，董旭，丁建宁，程广贵，江瑶瑶，许意达，
申请(专利权)人：常州大学，江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32