[发明专利]一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种快速响应油敏变形薄膜，为掺杂氧化石墨烯的聚二甲基硅氧烷固化膜，氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5～10％，薄膜的一面为光面，薄膜的另一面刻蚀有微轨道结构，微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列，每行三棱凸柱队列由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱有序排列组成，同一三棱凸柱队列的相邻的三棱凸柱间距不大于0.01毫米。本发明还公开了一种快速响应油敏变形薄膜的制备方法，包括：将氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷混合搅拌均匀，除气加热固化；采用激光刻蚀制备微轨道结构；将制备好的薄膜切割成需要的形状。本发明的薄膜可对油脂刺激做出快速地变形响应，解决了多层结构寿命问题，便于生产加工。

技术领域

本发明涉及一种油敏变形薄膜及其制备方法，特别是涉及一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法。

背景技术

由于智能材料可以在化学或物理的外界刺激下做出响应，因此由智能材料制备的薄膜在生物医学，传感器，微流体和机器人学等各个领域有巨大的潜在应用。目前智能薄膜的发展应用仍存在一些挑战，例如制备薄膜所采用的智能软体材料需要较为复杂的合成方式，导致薄膜生产成本高，生产效率低；薄膜针对外界刺激的响应速度较慢，响应动作滞后；目前的智能薄膜只能针对温度、湿度、光、电场、磁场、pH等的变化做出响应，难以针对油脂刺激做出响应；薄膜的变形精度不高，只能做出折叠、弯曲响应，难以实现三维的复杂变形响应；为了实现薄膜的形变响应，通常采用双层或多层材料设计，因此层间的结合力较弱，多次变形后，层间容易开裂分离，导致其寿命较短。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种快速响应油敏变形薄膜，解决油脂敏感变形薄膜相应速度慢的问题。本发明的另一目的是提供一种快速响应油敏变形薄膜的制备方法。

本发明的技术方案是这样的：一种快速响应油敏变形薄膜，所述薄膜为掺杂氧化石墨烯的聚二甲基硅氧烷固化膜，所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5～10％，所述薄膜的一面为光面，所述薄膜的另一面刻蚀有微轨道结构，所述微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列，每行所述三棱凸柱队列由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱有序排列组成，同一所述三棱凸柱队列的相邻的三棱凸柱间距不大于0.01毫米。

优选地，同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列且所述等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧，相邻两行的所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的相反两侧。

优选地，同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列，所有所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧，相邻两行的所述三棱凸柱队列中三棱凸柱交错分布。

优选地，同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的中线沿欲卷曲方向排列，所有所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧。

优选地，所述三棱凸柱的高度为0.2～0.5毫米，所述截面等腰三角形的底边长为0.1～0.3毫米，所述截面等腰三角形的高为0.2～0.5毫米，相邻的所述三棱凸柱队列中所述三棱凸柱的截面等腰三角形的中线中点间距为0.2～0.5毫米。

优选地，所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为3～5％。

一种快速响应油敏变形薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、混合搅拌：将氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷混合搅拌均匀，所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5～10％，获得前驱体液；

S2、除气加热固化：将前驱体液倾倒在光滑表面上，用模具控制薄膜厚度，然后在真空环境下除气加热固化；