[發(fā)明專利]一種霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)凝膠驅(qū)動(dòng)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111567897.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN114106404B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉愛萍;許為中;郭平;吳化平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/28
• 分類號(hào): C08J9/28;C08J3/24;C08L89/00;F16K31/00
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術(shù)丹

本發(fā)明屬于功能性水凝膠智能驅(qū)動(dòng)器材料技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)器及其制備方法。所述凝膠驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)多種離子響應(yīng)，其響應(yīng)的彎曲角度大，彎曲速率快，可實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。該發(fā)明具有操作步驟簡單，應(yīng)用范圍廣，使用性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能性水凝膠的智能驅(qū)動(dòng)器材料領(lǐng)域，具體涉及一種霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)器及其制備方法。

背景技術(shù)

自然界中種類繁多的動(dòng)植物不僅有著紛繁多變的形態(tài)，而且能根據(jù)外界環(huán)境的變化而改變自身的形態(tài)。

水凝膠由于其軟、濕特性，長期以來被認(rèn)為是智能仿生的理想材料之一。

近年來，刺激響應(yīng)性超分子聚合物凝膠以其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)引起了人們極大的興趣，并且在生物醫(yī)藥、組織工程、分子識(shí)別、傳感器和光電材料等方面獲得了應(yīng)用。

然而，現(xiàn)有超分子凝膠存在著響應(yīng)性因素過于單一的問題，不能夠同時(shí)對(duì)多重外界刺激產(chǎn)生響應(yīng)，使其應(yīng)用范圍受到了限制，研制多重刺激響應(yīng)性的超分子聚合物凝膠將是一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)，但現(xiàn)在的水凝膠工藝普遍存在著的制備工藝復(fù)雜及響應(yīng)范圍小的現(xiàn)狀。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明公開一種霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)器及其制備方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種離子的響應(yīng)。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述凝膠驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)多種離子響應(yīng)，其響應(yīng)的彎曲角度為50?~400?，彎曲速率為2~25°S^-1。

進(jìn)一步的，所述多種離子包括CO₃^2－、F^－、SCN^－、SO₄^2－。

一種如上述所述霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)器的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）配置溶液的制備：在60℃水浴下磁力攪拌60min獲得10%濃度的明膠溶液；

（2）溶液的固化：將明膠溶液注入模具，在 4℃下冷藏1h即可獲得無塵紙-固態(tài)明膠, 明膠分子鏈相互貫穿固化，使液態(tài)變成固態(tài)；

（3）冰模板法構(gòu)建有序多孔結(jié)構(gòu)：采用單向冷凍法，將固化明膠模具置于底部由高導(dǎo)熱性的純銅制成，側(cè)面充填導(dǎo)熱性差的尼龍的容器中，將底部浸于-196℃的冷凍液中，頂部敞開，使水凝膠在垂直溫度梯度作用下產(chǎn)生定向凝固；

（4）交聯(lián): 將步驟（3）中得到的明膠置于1%質(zhì)量濃度的戊二醛溶液中，4℃下浸泡24h，取出反復(fù)沖洗浸泡，即可得到有序多孔結(jié)構(gòu)明膠水凝膠；

（5）離子驅(qū)動(dòng)：將驅(qū)動(dòng)離子配置成一定濃度的溶液，將步驟（4）中制備的水凝膠剪裁成一定形狀，然后浸泡在溶液中，研究驅(qū)動(dòng)行為。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)離子溶液的濃度為0.5~5mol/L。

進(jìn)一步地，所述霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)器可應(yīng)用在閥門中。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明中的凝膠驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)多離子的驅(qū)動(dòng)，增大凝集的使用介質(zhì)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1為霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)器制備過程示意圖；

圖2為霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠SEM圖 ；

圖3為霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)示意圖；

圖4為霍夫梅斯特序列多離子響應(yīng)的凝膠驅(qū)動(dòng)性能圖；