[发明专利]一种近红外光致动的杂化水凝胶致动器及其制备方法与致动方法

权利要求书

1.一种近红外光致动的杂化水凝胶致动器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备杂化水凝胶：将氧化石墨烯、人造水辉石、丙烯酰胺类单体在煮沸并冷却后的去离子水中搅拌均匀得到分散液，所述丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺或N,N-二甲基丙烯酰胺，所述丙烯酰胺类单体相对于去离子水的浓度为0.5 ~ 3 mol/L，人造水辉石相对于去离子水的质量分数为2% ~ 5%，氧化石墨烯相对于去离子水的浓度为1 ~ 4 mg/mL，通入惰性气体以除去分散液中的氧气，所述惰性气体包括氮气和氩气，然后加入引发剂和促进剂并搅拌均匀，得到水凝胶反应液，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，促进剂为四甲基乙二胺，引发剂占丙烯酰胺类单体的摩尔比为0.3% ~ 0.6%，促进剂占丙烯酰胺类单体的摩尔比为0.5% ~ 1%，最后将反应液加入到模具中并密封，通过聚合反应得到杂化水凝胶，所述聚合反应在20 ℃进行10 ~ 48小时；

（2）制备杂化水凝胶致动器：将步骤（1）制备的杂化水凝胶裁剪为长条状，将长条状水凝胶拉伸后固定并烘干，将烘干后水凝胶的一部分置于水中重新溶胀，将另一部分进行弯折固定，即得到杂化水凝胶致动器，所述拉伸倍数为水凝胶原长度的3 ~ 10倍，烘干温度为40 ~ 120 ℃，烘干时间为0.5 ~ 2 h，将烘干后水凝胶的一部分置于水中重新溶胀时间为1~ 10 min。

2.由权利要求1所述的制备方法制得的一种近红外光致动的杂化水凝胶致动器。

3.如权利要求2所述的一种近红外光致动的杂化水凝胶致动器致动方式，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将杂化水凝胶致动器泡水后重新溶胀的部分使用近红外光照射，此部分发生收缩从而完成提拉物体的功能；

（2）将杂化水凝胶致动器的弯折部分使用近红外光照射，此部分可以由弯折转变为伸直状态，从而实现对物体的扭转使物体越过障碍；

所述近红外光波长范围为800 ~ 2500 nm，步骤（2）所述近红外光照射水凝胶致动器弯折部分是对弯折处的照射。