[发明专利]一种非角度依赖结构色软体驱动器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种非角度依赖结构色软体驱动器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将液晶相的二维材料与粘结剂混合溶解后得到二维材料溶液，以所述二维材料溶液为原料，使用刮涂器在基板上制备具有褶皱且高度有序排列结构的薄膜，然后对所述薄膜进行羟基改性处理，作为被动层二维材料薄膜；

步骤2，在含有自组装纳米颗粒的纳米胶体溶液中浸渍提拉或通过加热辅助组装法，在所述被动层二维材料薄膜上制备自组装纳米颗粒薄膜；

步骤3，将智能响应性材料填充进自组装纳米颗粒薄膜，得到主动层非角度依赖结构色薄膜，真空干燥蒸发溶剂，从基板上剥离后，得到由被动层二维材料薄膜和主动层非角度依赖结构色薄膜构成的所述非角度依赖结构色软体驱动器。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1，所述二维材料包括MXene或石墨烯，优选为MXene，更为优选的，所述MXene为Ti₃C₂T_x、Ti₂CT_x、Ti₄N₃T_x、Ti₃CNT_x、Mo₂TiC₂T_x、Nb₂CT_x或V₂CT_x纳米片中一种或多种；所述粘结剂包括PVDF、CMC，所述粘结剂的质量分数为1-5％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述刮涂器的高度为50nm～2μm，所述薄膜的宏观结构为平整薄膜，微观结构上，二维材料具有褶皱且高度有序排列结构，所述二维材料的尺寸为0.3-3μm，所述二维材料的溶剂为水、DMF、DMP或DMSO。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中羟基改性处理的方法为：将负载在基板上的薄膜放在氧等离子体处理仪里，抽真空，开紫外光，通入空气或氧气对所述薄膜进行氧等离子体处理5-20分钟以引入羟基。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述自组装纳米颗粒的粒径为200～400nm；所述自组装纳米颗粒为SiO₂、PS或PMMA纳米颗粒；

浸渍提拉时，将所述自组装纳米颗粒溶解于溶剂中得到所述的自组装纳米颗粒的纳米胶体溶液，所述溶剂为乙醇，所述自组装纳米颗粒的质量百分数为5～10％，浸渍提拉的速度为2～10μm s^-1，浸渍提拉的次数是1-3次，浸渍提拉的温度为10～30C；

加热辅助组装时，将所述自组装纳米颗粒的纳米胶体溶液滴涂于所述被动层二维材料薄膜上，放置于30-100C加热板上加热挥发。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述主动层非角度依赖结构色薄膜和被动层二维材料薄膜厚度比为0.08～0.21:1，优选为0.18～0.21:1。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述智能响应性材料包括聚(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、聚偏氟乙烯、全氟磺酸离子聚物或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸；所述智能响应性材料解于溶剂中得到智能响应性材料溶液，所述智能响应性材料溶液填充至所述自组装纳米颗粒薄膜，所述溶剂为水、DMF、DMP或DMSO，所述智能响应性材料的浓度为5-10％，所述真空干燥的温度为25～100℃，优选为75～100℃。

8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法得到的非角度依赖结构色软体驱动器，其特征在于，所述非角度依赖结构色软体驱动器在蒸汽驱动下发生弯折，所述蒸汽为水、丙酮和去离子水的混合蒸汽、丙酮蒸汽、甲醇蒸汽、四氢呋喃蒸汽、环己烷蒸汽或2-丙醇蒸汽。