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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于驱动材料,具体涉及一种非水条件下快速响应的水凝胶驱动器。
技术介绍
1、目前大多数水凝胶驱动器存在如下问题:
2、(1)刺激源单一、响应速率慢。
3、(2)水凝胶驱动器的塌陷或膨胀依赖于水分子的扩散,应用范围多受水环境的影响。
4、(3)大多数水凝胶驱动器领域的研究大多集中在层状结构上,存在界面结合力弱,结构不稳定等问题。
5、上述缺陷严重限制了水凝胶驱动器的实际应用,因此,如何拓展水凝胶驱动器的应用范围,提高界面结合力和响应速度仍是一个亟待解决的巨大挑战。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中提到的不足,本专利技术提供了一种非水条件下快速响应的水凝胶驱动器。
2、本申请提出了一种非水条件下快速响应的水凝胶驱动器,所述水凝胶驱动器为双层结构,上层为具有温度响应的柔性层,下层为具有光热响应的刚性层,在聚合形成下层后期通过改变聚合单体自发生长形成上层,上下层之间界面结合力强,且在非水环境下受到外界环境刺激时12s内即可发生弯曲,且当外界环境中的刺激源撤去后,发生形变的水凝胶又会恢复原状。
3、具体的,所述的采用近红外光作为刺激源,光热响应层水凝胶吸收光能转化为热能并将热量传递给温度响应层水凝胶,使其发生体积收缩,而光热响应层水凝胶未发生体积变化,因双层结构具有显著力学差异,通过两层水凝胶的不对称响应行为可实现高效的弯曲驱动。
4、具体的,所述的通过羟丙基甲基纤维素(hpmc)作为致孔剂
5、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
6、两层水凝胶“刚柔并济”的力学差异有助于水凝胶驱动器驱动行为的恢复;具有显著的力学差异和大孔结构的双层水凝胶在非水环境下受到外界环境刺激时(温度、近红外光)12s内即可发生弯曲,且当外界环境中的刺激源撤去后,发生形变的水凝胶又会恢复原状,具有可循环利用的特性,有望应用于软体机器人等领域。
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1.一种非水条件下快速响应的水凝胶驱动器,其特征在于:所述水凝胶驱动器为双层结构,上层为具有温度响应的柔性层,下层为具有光热响应的刚性层,且在非水环境下受到外界环境刺激时12s内即可发生弯曲,且当外界环境中的刺激源撤去后,发生形变的水凝胶又会恢复原状。
2.根据权利要求1所述的一种非水条件下快速响应的水凝胶驱动器,其特征在于:所述的采用近红外光作为刺激源,光热响应层水凝胶吸收光能转化为热能并将热量传递给温度响应层水凝胶,使其发生体积收缩,而光热响应层水凝胶未发生体积变化,因双层结构具有显著力学差异,通过两层水凝胶的不对称响应行为可实现高效的弯曲驱动。
3.根据权利要求1所述的一种非水条件下快速响应的水凝胶驱动器,其特征在于:所述的通过羟丙基甲基纤维素(HPMC)作为致孔剂来增大温度响应层水凝胶的孔结构。
【技术特征摘要】
1.一种非水条件下快速响应的水凝胶驱动器,其特征在于:所述水凝胶驱动器为双层结构,上层为具有温度响应的柔性层,下层为具有光热响应的刚性层,且在非水环境下受到外界环境刺激时12s内即可发生弯曲,且当外界环境中的刺激源撤去后,发生形变的水凝胶又会恢复原状。
2.根据权利要求1所述的一种非水条件下快速响应的水凝胶驱动器,其特征在于:所述的采用近红外光作为刺激源...
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