[发明专利]一种快速响应性纳米复合水凝胶纤维驱动器及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米复合水凝胶纤维驱动材料，其特征在于，所述驱动材料为通过两种初生水凝胶平行接触并同时拉伸，使得初生水凝胶各自在内部形成高取向的连续网络结构，并在凝胶界面间形成交联结构，获得；其中初生水凝胶的原料组分各自独立地包括：无机交联剂、响应性单体、引发剂、水，在常温下反应10-30min共聚获得；

其中所述无机交联剂是锂皂土Laponite，二氧化硅，氧化石墨烯，纤维素纳米纤维中的一种或几种；引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或几种；两种初生水凝胶的原料组分中的单体不同，一种为寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯OEGMA，另一种为N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm。

2.根据权利要求1所述驱动材料，其特征在于，所述驱动材料为单根水凝胶纤维，直径在80-400µm；或为纤维复合膜，厚度为200-1200µm。

3.一种纳米复合水凝胶纤维驱动材料的制备方法，包括：

（1）将无机交联剂、水、引发剂、单体A混匀，得到凝胶预聚液A；

将无机交联剂、水、引发剂、单体B混匀，得到凝胶预聚液B；其中单体A、B独立选自寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯OEGMA或N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm；无机交联剂是锂皂土Laponite，二氧化硅，氧化石墨烯，纤维素纳米纤维中的一种或几种；引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或几种；

（2）将凝胶预聚液A、凝胶预聚液B中均分别加入加速剂，然后各自转移到反应管中进行聚合反应，待各自反应10-30min后，挤出管中初生水凝胶，通过将两种初生水凝胶平行堆叠的同时进行单轴拉伸，即得纳米复合水凝胶纤维驱动材料。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述无机交联剂均为水质量的4-15wt.%；单体A、B均为水质量的10-30wt.%；引发剂均为单体含量1%-10 wt.%。

5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中加速剂为N,N,N,N-四甲基乙二胺，N,N-二甲基苯胺中的一种，加速剂为预聚液体积的0.2%-0.8%。

6.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中反应管为聚四氟乙烯管，管内径1-3mm，长度5-20cm。

7.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中拉伸具体为：将两种初生水凝胶并排接触同时通过单轴拉伸，拉伸速率为20-60m/min，拉伸倍率为10-20倍。

8.一种权利要求3所述方法制备的纳米复合水凝胶纤维驱动材料。

9.一种基于权利要求1所述纳米复合水凝胶纤维驱动材料的驱动器。