[发明专利]一种MXene-GO/胶带复合Janus结构及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种MXene‑GO/胶带复合Janus结构及其制备和应用，该复合Janus结构包括胶带结构，以及复合在胶带结构上的MXene‑GO结构，所述MXene‑GO结构由MXene与GO复合而成。与现有技术相比，本发明的Janus结构材料具有良好的稳定性、抗污性、导电性、多刺激响应性和传感灵敏性，能够应用于智能驱动、仿生、传感等多个领域。

技术领域

本发明属于智能驱动及传感技术领域，涉及一种MXene-GO/胶带复合Janus结构及其制备和应用。

背景技术

随着个性化医疗保健系统的进步，研究人员正专注于开发最先进的柔性可穿戴电子设备监测人体运动。因此，可拉伸、柔性电子器件受到了广泛关注，在传感器、驱动器、电子显示器、人机交互、软机器人、人工器官和个性化医疗器械等领域有着广泛的应用。因此，集传感器与驱动器于一体的多功能智能材料具有很高的研究价值。

目前研究的驱动器或传感器大都面临制备方法复杂、驱动或传感源单一、重复性差等弊端。更重要的是，有些驱动器不具备传感能力，传感器不具备驱动功能，二者无法连用。

MXene是一种新型二维金属基碳化物，具备优异的亲水性、导电性、光热转换性，能够对相对湿度、光、电等外部刺激做出响应，是制备驱动器的最佳候选材料之一。但是单纯的MXene在环境条件下不稳定，容易氧化变质，导致其优异性能的丢失。因此，本发明正是基于上述问题而提出的。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种MXene-GO/胶带复合Janus结构及其制备和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一提供了一种MXene-GO/胶带复合Janus结构，包括胶带结构，以及复合在胶带结构上的MXene-GO结构，所述MXene-GO结构由MXene与GO复合而成。MXene与GO是以溶液方式混合均匀，呈现层层堆叠排列状。

进一步的，所述的胶带结构为具有疏水性质的胶带，其包括但不限于BOPP胶带。

进一步的，所述的MXene-GO结构为MXene-GO复合膜，其中，MXene质量分数为50％-80％。

进一步的，所述胶带结构的厚度为7-15μm，所述MXene-GO结构的厚度为9-20μm。

进一步的，所述MXene为Ti₃C₂T_x MXene。

本发明的技术方案之二提供了一种MXene-GO/胶带复合Janus结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)取MXene溶液加入到GO溶液中，超声混合均匀，得到MXene-GO溶液；

(2)将所得MXene-GO溶液真空抽滤成膜，干燥，得到附着在基底上的MXene-GO复合膜；

(3)将MXene-GO复合膜从基底上剥落，再将其一侧与胶带结构相结合，即得到目标产物。

进一步的，步骤(1)中，所用MXene溶液的浓度为1～3mg/ml，优选为2mg/mL，所用GO溶液的浓度为1～3mg/ml，优选为2mg/mL。

进一步的，步骤(1)中，MXene溶液与GO溶液的添加量满足：MXene占MXene-GO溶液中溶质总质量的60～80％，可选为75％。

本发明的技术方案之三提供了一种MXene-GO/胶带复合Janus结构的应用，该复合Janus结构用于作为驱动器或传感器并用于智能驱动、仿生或传感领域。

进一步的，当该复合Janus结构用于作为驱动器时，其基于对应外部的湿度、红外光照或电压变化而发生弯曲变形，从而实现驱动。