[发明专利]一种基于4D打印的仿生可变形电容器

说明书

本发明属于电容器领域，并具体公开了一种基于4D打印的仿生可变形电容器及其制备方法。包括多层间隔布置的不导电形状记忆聚合物以分别布置于相邻两层不导电形状记忆聚合物之间的多层导电形状记忆聚合物，所述不导电形状记忆聚合物与所述导电形状记忆聚合物均采用4D打印的方式制备而成，所述不导电形状记忆聚合物采用不导电的形状记忆高分子材料制备而成，所述导电形状记忆聚合物采用可导电的形状记忆高分子材料制备而成，在仿生可变形电容器使用之前，先需要给所述导电形状记忆聚合物进行多次通电和断电，从而完成仿生可变形电容器的驱动训练。本发明仿生可变形电容器具有结构简单、工作效率高、弯曲变形比率高的特点。

技术领域

本发明涉及电容器领域，更具体地，涉及一种基于4D打印的仿生可变形电容器。

背景技术

两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会储存电荷。电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。电容器的电容量的基本单位是法拉(F)。在电路图中通常用字母C表示电容元件。电容器是电子电路中不可或缺的基础性元器件，具有重要的应用价值和现实意义。随着电子信息技术的日新月异，数码电子产品的更新换代速度越来越快，以平板电视(LCD和PDP)、笔记本电脑、数码相机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长，带动了电容器产业增长。

对于目前的电容器来说，基本上均为固定形态结构的电容器，其一旦被制造出来，就已经形成了固定的结构形状。然而随着人类进入智能时代，能够进行形状改变的电容器将会广泛应用于类人机器人领域。结合4D打印技术，将可变形电容器与其他电子元件直接相结合一体化成形出来，能够形成传感、控制、储能、执行一体化智能装置。

因而。本领域亟待提出一种基于4D打印的仿生可变形电容器，结合4D打印技术，将可变形电容器与其他电子元件直接相结合一体化成形出来，能够形成传感、控制、储能、执行一体化智能装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于4D打印的仿生可变形电容器，其中结合电容器自身的特征及其4D打印的工艺特点，相应设计了仿生可变形电容器，并对其关键组件如不导电形状记忆聚合物、电形状记忆聚合物和驱动训练的方式及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可使得该电容器能够在满足导电的基础上，还可通过驱动训练，使得仿生可变形电容器按照既定的线路发生弯曲变形，以适应仿生可变形电容器工作需求，在断电时，仿生可变形电容器按照既定的线路恢复原来的形状，具有结构简单、工作效率高、弯曲变形比率高的特点，可以广泛地应用在自供电微电子设备，生物医学设备等多方面。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于4D打印的仿生可变形电容器，其特征在于，包括多层间隔布置的不导电形状记忆聚合物以分别布置于相邻两层不导电形状记忆聚合物之间的多层导电形状记忆聚合物，其中，

所述导电形状记忆聚合物与其相邻的两层不导电形状记忆聚合物固定连接，所述不导电形状记忆聚合物与所述导电形状记忆聚合物均采用4D打印的方式制备而成，各层所述不导电形状记忆聚合物与各层所述导电形状记忆聚合物均平行布置，各层所述导电形状记忆聚合物的厚度相同，形成电容器的两极；

所述不导电形状记忆聚合物采用不导电的形状记忆高分子材料制备而成，所述导电形状记忆聚合物采用可导电的形状记忆高分子材料制备而成，在仿生可变形电容器使用之前，先需要给所述导电形状记忆聚合物进行多次通电和断电，在通电时，仿生可变形电容器按照既定的线路发生弯曲变形，以适应仿生可变形电容器工作需求，在断电时，仿生可变形电容器按照既定的线路恢复原来的形状，从而完成仿生可变形电容器的驱动训练，以此方式，以获取在工作时可按指定路线弯曲变形的仿生可变形电容器。

作为进一步优选的，所述不导电的形状记忆高分子材料为聚乳酸、聚氨酯、聚己内酯、尼龙中的任意一种。