一种自传感材料及其制备方法和在人工肌肉纤维中的应用技术

本发明专利技术公开了一种自传感材料及其制备方法和在人工肌肉纤维中的应用，属于柔性驱动器技术领域。所述自传感材料的结构由内到外依次为螺旋状绝缘聚合物包裹碳纳米管纤维、聚多巴胺层和导电应变传感层；所述螺旋状绝缘聚合物包裹碳纳米管纤维、聚多巴胺层和导电应变传感层为同轴结构。本发明专利技术制备的自传感材料自传感信号精度高、线性相关性强、循环稳定性好。该自传感材料可用于制备人工肌肉纤维，能够在不同的电压下表现出不同的收缩量，且随着电压的增加收缩量线性增加，通过相对电阻变化的信号，不需要传感器便可以时刻监测人工肌肉纤维的运动位置与过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于柔性驱动器，具体涉及一种自传感材料及其制备方法和在人工肌肉纤维中的应用。

技术介绍

1、哺乳动物骨骼肌可以通过收缩和舒张来支配骨骼，从而驱动关节运动，并通过肌梭本体感受器进行实时感知信号反馈。受哺乳动物骨骼肌的启发，人们正在不断努力地开发具有自传感功能的类肌肉材料并探索其在软机器人、生物医学工程和仿生设备等领域的应用。在已开发的类肌肉材料中，人工肌肉纤维最近引起了广泛的关注，因为它们能够提供高能量密度的可逆收缩驱动行程，而且可以被集束用于高驱动力场景，但是目前开发的高性能人工肌肉纤维缺乏自传感功能。

2、人工肌肉纤维的自传感功能对于实时监测其运动状态非常重要。一些薄膜状驱动器通过多层结构叠加实现了自传感功能。由于纤维状人工肌肉结构的复杂性，具有自传感功能的人工肌纤维的发展仍然具有挑战性。最近，通过热拉伸工艺开发的聚合物与银纳米线复合的人工肌肉纤维实现了环境温度变化下的自传感功能。然而，自传感不能在焦耳热刺激下实现，限制了其实际应用。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本专利技术提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自传感材料，其特征在于，所述自传感材料的结构由内到外依次为螺旋状绝缘聚合物包裹碳纳米管纤维、聚多巴胺层和导电应变传感层；所述螺旋状绝缘聚合物包裹碳纳米管纤维、聚多巴胺层和导电应变传感层为同轴结构。

2.根据权利要求1所述的自传感材料，其特征在于，所述螺旋状聚合物包裹碳纳米管纤维的捻度为3000turns/m。

3.根据权利要求1所述的自传感材料，其特征在于，所述绝缘聚合物的热膨胀系数为1×10-4～9.6×10-4/℃。

4.根据权利要求3所述的自传感材料，其特征在于，所述绝缘聚合物为聚二甲基硅氧烷、尼龙、芳纶或聚酰亚胺。</p>

5.根据...

【技术特征摘要】

1.一种自传感材料，其特征在于，所述自传感材料的结构由内到外依次为螺旋状绝缘聚合物包裹碳纳米管纤维、聚多巴胺层和导电应变传感层；所述螺旋状绝缘聚合物包裹碳纳米管纤维、聚多巴胺层和导电应变传感层为同轴结构。

2.根据权利要求1所述的自传感材料，其特征在于，所述螺旋状聚合物包裹碳纳米管纤维的捻度为3000turns/m。

3.根据权利要求1所述的自传感材料，其特征在于，所述绝缘聚合物的热膨胀系数为1×10-4～9.6×10-4/℃。

4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兴好，王翔宇，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：