[发明专利]一种光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器及其制备方法

权利要求书

1.一种光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器，其特征在于，其制备方法为：通过电场对含有单体、可聚合MXene纳米单体的前体溶液的作用，以使可聚合MXene纳米单体产生浓度梯度，经聚合得到水凝胶，使水凝胶的至少一个空间维度上产生孔隙变化和/或梯度交联密度；

所述可聚合MXene纳米单体的制备方法为：经氢氟酸蚀刻，四丙基氢氧化物插入来合成的超薄MXene，在MXene上与带正电荷的十六烷基三甲基氯化铵CTAC静电作用并结合，在碱性条件下，以四乙基硅酸盐为硅源，在MXene吸附了CTAC的表面原位生长介孔硅层，形成MXene@SiO₂；通过硅烷化将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纳米单体；所述单体为N-异丙基丙烯酰胺和N、N'-亚甲基双丙烯酰胺。

2.根据权利要求1所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器，其特征在于，通过引发剂引发聚合，引发剂为光引发剂。

3.根据权利要求2所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器，其特征在于，引发剂为2-羟基-2-甲基丙苯酮。

4.一种如权利要求1所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，将单体、可聚合MXene纳米单体和引发剂均匀分散在反应氛围中，形成含有单体、可聚合MXene纳米单体的前体溶液，再以电场对含有单体、可聚合MXene纳米单体的前体溶液进行作用，以使可聚合MXene纳米单体产生浓度梯度，引发聚合以得到MXene复合水凝胶驱动器。

5.根据权利要求4所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，施加直流电场的强度为1 ~ 3 V mm^-1，施加直流电场电压的时间为5 ~ 20 min。

6.根据权利要求4所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述引发剂为光引发剂。

7.根据权利要求4所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述引发剂为2-羟基-2-甲基丙苯酮。

8.根据权利要求4所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，在冰浴中进行紫外照射，引发聚合，聚合时间为3 ~ 10 min；N-异丙基丙烯酰胺、N、N'-亚甲基双丙烯酰胺和可聚合MXene纳米单体的质量比为（200—400）：（10—20）：（5—15）。

9.根据权利要求4所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，选择带有氧化铟锡ITO玻璃的玻璃模具作为反应容器，玻璃模具的顶层和底层选择氧化铟锡ITO玻璃。

10.根据权利要求9所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，制备U型驱动器时，玻璃模具的顶层和底层的中央位置设置为ITO导电玻璃，剩余部分为刻蚀的ITO玻璃，玻璃模具的顶层和底层之间设置硅胶垫，整体构成电极模具，此时在设置为ITO导电玻璃的顶层和底层的中央位置进行直流电场的加载。

11.根据权利要求9所述的光驱动形状可编程MXene复合水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，制备J型驱动器时，玻璃模具的顶层和底层均为一半为ITO导电玻璃，一半为刻蚀的ITO玻璃，玻璃模具的顶层和底层之间设置硅胶垫，整体构成电极模具，此时在顶层和底层ITO导电玻璃的一侧进行直流电场的加载。