[發明專利]一種光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器及其制備方法

有效

• 申請號: 202011021468.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN113045716B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 王玲;雪盼;許鑫華
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F220/54;C08F222/38;C08F2/48;C08F2/00
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 李薇

1.一種光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器，其特征在于，其制備方法為：通過電場對含有單體、可聚合MXene納米單體的前體溶液的作用，以使可聚合MXene納米單體產生濃度梯度，經聚合得到水凝膠，使水凝膠的至少一個空間維度上產生孔隙變化和/或梯度交聯密度；

所述可聚合MXene納米單體的制備方法為：經氫氟酸蝕刻，四丙基氫氧化物插入來合成的超薄MXene，在MXene上與帶正電荷的十六烷基三甲基氯化銨CTAC靜電作用并結合，在堿性條件下，以四乙基硅酸鹽為硅源，在MXene吸附了CTAC的表面原位生長介孔硅層，形成MXene@SiO₂；通過硅烷化將3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷接枝到MXene@SiO₂表面，得到可聚合MXene納米單體；所述單體為N-異丙基丙烯酰胺和N、N'-亞甲基雙丙烯酰胺。

2.根據權利要求1所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器，其特征在于，通過引發劑引發聚合，引發劑為光引發劑。

3.根據權利要求2所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器，其特征在于，引發劑為2-羥基-2-甲基丙苯酮。

4.一種如權利要求1所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器的制備方法，其特征在于，將單體、可聚合MXene納米單體和引發劑均勻分散在反應氛圍中，形成含有單體、可聚合MXene納米單體的前體溶液，再以電場對含有單體、可聚合MXene納米單體的前體溶液進行作用，以使可聚合MXene納米單體產生濃度梯度，引發聚合以得到MXene復合水凝膠驅動器。

5.根據權利要求4所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器的制備方法，其特征在于，施加直流電場的強度為1 ~ 3 V mm^-1，施加直流電場電壓的時間為5 ~ 20 min。

6.根據權利要求4所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器的制備方法，其特征在于，所述引發劑為光引發劑。

7.根據權利要求4所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器的制備方法，其特征在于，所述引發劑為2-羥基-2-甲基丙苯酮。

8.根據權利要求4所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器的制備方法，其特征在于，在冰浴中進行紫外照射，引發聚合，聚合時間為3 ~ 10 min；N-異丙基丙烯酰胺、N、N'-亞甲基雙丙烯酰胺和可聚合MXene納米單體的質量比為（200—400）：（10—20）：（5—15）。

9.根據權利要求4所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器的制備方法，其特征在于，選擇帶有氧化銦錫ITO玻璃的玻璃模具作為反應容器，玻璃模具的頂層和底層選擇氧化銦錫ITO玻璃。

10.根據權利要求9所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器的制備方法，其特征在于，制備U型驅動器時，玻璃模具的頂層和底層的中央位置設置為ITO導電玻璃，剩余部分為刻蝕的ITO玻璃，玻璃模具的頂層和底層之間設置硅膠墊，整體構成電極模具，此時在設置為ITO導電玻璃的頂層和底層的中央位置進行直流電場的加載。

11.根據權利要求9所述的光驅動形狀可編程MXene復合水凝膠驅動器的制備方法，其特征在于，制備J型驅動器時，玻璃模具的頂層和底層均為一半為ITO導電玻璃，一半為刻蝕的ITO玻璃，玻璃模具的頂層和底層之間設置硅膠墊，整體構成電極模具，此時在頂層和底層ITO導電玻璃的一側進行直流電場的加載。