[发明专利]湿度驱动器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种湿度驱动器及其制备方法，包括以下步骤：S1，将导电材料悬液稀释至预设浓度后以预设速度旋涂于培养皿中；S2，制备丝素蛋白/甘油混合溶液；S3，将预定量的丝素蛋白/甘油混合溶液缓慢注入涂有导电材料的培养皿中；S4，将步骤S3得到的培养皿置于通风橱中干燥，得到湿度驱动器。该方法通过在基底材料中加入甘油，提高了湿度驱动器的柔性，且该制备方法的工艺过程简单、条件温和、环境友好。通过该制备方法制备的湿度驱动器，结构简单，具有优良的导电性，对湿度信号敏感，力学性能优良。

技术领域

本发明涉及驱动器技术领域，尤其涉及一种湿度驱动器及其制备方法。

背景技术

湿度与现代人的生产、生活息息相关，湿敏材料的选择直接关系到湿度驱动的灵敏度等指标。湿度制动器，是一种能感受气体中水蒸气含量、并利用材料的干缩湿胀效应的制动器，主要应用于机械工程、传感器、气体及湿度驱动器等方面。

目前，湿度驱动器的制备方法主要分为两大类：一类是利用湿度膨胀系数差异大的两种材料层叠设置。如，专利公开号为CN107297929的中国发明专利公开的，其一层为碳基纤维素复合材料层，另一层为聚合物材料层，两层之间通过聚乙烯醇等胶黏剂进行黏合，从而得到湿度驱动器；该方法制备的湿度驱动器结构较单一，双层材料层叠设置的结构弯曲方向单一，难以满足目前对驱动器多样化的需求；另一类是利用单种材料制备湿度传感器，亦可用作湿度驱动器。如，专利公开号为CN106290325的中国发明专利公开的；该方法制备的湿度驱动器驱动力度小，仅可实现力与力之间的转化，应用范围小。

目前制备湿度驱动器的其他方法，存在制备过程繁琐、对环境有毒害、不可再生、价格不菲、运动方向以及应用单一等缺点。

有鉴于此，有必要设计一种改进的湿度驱动器及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导电、生物相容性好、力学性能优良的湿度驱动器及该湿度驱动器的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种湿度驱动器，包括柔性复合膜及旋涂于所述柔性复合膜上的导电涂层；所述柔性复合膜是通过丝素蛋白和甘油的混合溶液干燥得到。

作为本发明的进一步改进，当所述湿度驱动器的两侧存在湿度差时，所述湿度驱动器朝湿度低的一侧弯曲。

作为本发明的进一步改进，所述湿度驱动器的两侧均受湿度差驱动，可双向弯曲。

作为本发明的进一步改进，所述导电涂层的材料包括但不限于为银纳米线、氧化石墨烯或碳纳米管。

作为本发明的进一步改进，所述导电涂层的材料为银纳米线，所述湿度驱动器的方块电阻的最低取值范围为5～15Ω/sq。

作为本发明的进一步改进，所述湿度驱动器可用于电化学开关薄膜。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种湿度驱动器的制备方法，用于制备前述技术方案中任一技术方案所述的湿度驱动器；包括以下步骤：

S1，将导电材料悬液稀释至预设浓度后以预设速度旋涂于培养皿中；

S2，制备丝素蛋白/甘油混合溶液；

S3，将预定量的所述丝素蛋白/甘油混合溶液缓慢注入涂有导电材料的培养皿中；

S4，将步骤S3得到的培养皿置于通风橱中干燥，得到湿度驱动器。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2包括如下步骤：

S21，用预设量的碳酸钠或碳酸氢钠对蚕丝进行脱胶处理，再用去离子水反复清洗脱胶处理后的蚕丝；

S22，重复步骤S21至少三次，得到丝素纤维；

S23，将所述丝素纤维置于60℃的烘箱中干燥24h；