一种MXene复合材料基电化学致动器、其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种MXene复合材料基电化学致动器、其制备方法和用途。所述MXene复合材料基电化学致动器包括两层电极层和一层电解质层，所述电解质层夹在两层电极层中间形成三明治结构；所述两层电极层中包括MXene。本发明专利技术所述MXene复合材料基电化学致动器表现出优异的致动性能，具有弯曲形变大、驱动电压低、响应速度快、稳定性良好、可实现对频率的响应等特性；且本发明专利技术所述MXene复合材料基电化学致动器可以用作仿生设备，包括用作机械爪来实现物品的抓取，模仿昆虫翅膀的振动、树叶的摆动、花朵的开合等。此外，本发明专利技术所述MXene复合材料基电化学致动器的制备工艺简单，无需复杂设备。

【技术实现步骤摘要】
一种MXene复合材料基电化学致动器、其制备方法和用途
本专利技术属于智能高分子材料领域，具体涉及一种MXene复合材料基电化学致动器、其制备方法和用途。
技术介绍
动物肌肉可以进行伸缩、弯曲、扭转等复杂运动并产生大的变形，其结构功能达到了令人难以置信的协调。(MaddenJDWetal.Artificialmuscletechnology:physicalprinciplesandnavalprospects[J].IEEEJournalofOceanicEngineering:2004,29:706-728.)一直以来，人们都想模仿动物肌肉的运动，因此，人们一直都在致力于发展出可与动物肌肉媲美的人工肌肉，也称为致动器。我们最常见的致动器是内燃机、电动机和压电陶瓷。内燃机通常在连续运行时效率最高，因此不适于运动频繁中断的应用，例如阀门或步行机器人。与肌肉相比，电动机的扭矩质量低，因此在医疗、机器人和流体应用中体积庞大。压电陶瓷具有较高的功率密度，但应变很小(0.1％)，如果需要大的位移，则必须进行大规模的机械放大。与刚性系统相比，软系统可能容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MXene复合材料基电化学致动器，其特征在于，所述MXene复合材料基电化学致动器包括两层电极层和一层电解质层，所述电解质层夹在两层电极层中间形成三明治结构；所述两层电极层中包括MXene。/n

【技术特征摘要】
1.一种MXene复合材料基电化学致动器，其特征在于，所述MXene复合材料基电化学致动器包括两层电极层和一层电解质层，所述电解质层夹在两层电极层中间形成三明治结构；所述两层电极层中包括MXene。


2.如权利要求1所述的MXene复合材料基电化学致动器，其特征在于，每层电极层包括第一电极材料层和第二电极材料层；
优选地，所述第一电极材料层为所述MXene复合材料基电化学致动器的外层，与空气接触；
优选地，所述第二电极材料层为内层，其与电解质层接触；
优选地，所述第一电极材料层为MXene层；
优选地，所述第二电极材料层为MXene/聚合物复合材料层，优选MXene/聚合物复合材料层中聚合物与MXene的体积比为(1～4):1，优选聚合物为PS；
优选地，所述第一电极材料层和第二电极层材料中的MXene包括过渡金属碳化物、过渡金属氮化物和过渡金属碳氮化物中的至少一种，优选为Ti3C2Tx。


3.如权利要求1或2所述的MXene复合材料基电化学致动器，其特征在于，每层电极层的厚度为5μm～6.5μm；
优选地，所述电极层通过连续真空辅助抽滤法制得；
优选地，所述第一电极材料层的厚度为0.5μm～1μm；
优选地，所述第二电极材料层的厚度为4μm～6μm；
优选地，所述电解质层的厚度为87μm～93μm；
优选地，所述电解质层通过溶液浇注法制得；
优选地，所述电解质层包括可移动离子和支撑聚合物，优选包括硫酸/聚乙烯醇复合材料和/或离子液体/聚偏氟乙烯复合材料，进一步优选所述电解质层为离子液体/聚偏氟乙烯复合材料；
优选地，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。


4.一种如权利要求1-3之一所述MXene复合材料基电化学致动器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
分别制备含有MXene材料的两层电极层和一层电解质层，然后将所述电极层分别覆盖在所述电解质层的两侧，热压，得到MXene复...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彤，赵军，张忠，翁传欣，张晖，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11