[发明专利]一种碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉及其电致动性能测试方法

权利要求书

1.一种碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉及其电致动性能测试方法，其特征在于：包括碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉的制备和碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉电致动性能测试两部分；

S1碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉的制备过程：

制备碳纳米管纤维电极：首先将碳纳米管纤维浸入石墨烯溶液，将其放置在N-甲基吡咯烷酮中，使用超声波振荡器分布均匀，将碳纳米管纤维取出，随后将碳纳米管纤维一端固定，另一端用电机加捻一定圈数，直至完全盘绕；将纤维从中间对折，再次一端固定，另一端反向进行加捻后，得到双螺旋结构碳纳米管纤维电极；

使用模具制备人工肌肉：取双面胶，粘附在模具凹槽处，将碳纳米管纤维电极固定到模具的凹槽中，使用胶头滴管缓慢滴入离子凝胶液体，使离子凝胶液体将碳纳米管纤维电极完全浸没，在室温和惰性气体环境下放置6-8小时，成胶后即得到厚度为3mm的碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉，随后在碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉表面涂覆聚二甲基硅氧烷作为保水层；

S2碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉电致动性能测试

将碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉固定在夹具上，由电源引出电极夹头，正极夹头夹持一根碳纳米管纤维作为阳极，负极夹头夹持尾端悬挂砝码的碳纳米管纤维；将位移传感器和数据收集盒固定在重物正下方；接通电源，通过位移传感器将纤维收缩变形量收集为电信号，通过数据收集盒将电信号转换为位移信号，最终得到碳纳米管纤维的收缩变形，完成碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉电致动性能测试。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉及其电致动性能测试方法，其特征在于：在凝胶中溶解的具有保湿能力的盐为硫酸钾。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉及其电致动性能测试方法，其特征在于：凝胶外部涂覆具有保水能力的弹性体层为聚二甲基硅氧烷。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉及其电致动性能测试方法，其特征在于：加入碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉用以提升其导电能力的物质为石墨烯。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管纤维-离子凝胶人工肌肉及其电致动性能测试方法，其特征在于：离子凝胶液体配制步骤如下：

步骤1)使用天平称四乙基四氟硼酸铵，将四乙基四氟硼酸铵加入到碳酸丙烯酯中，配置成电解质溶液；

步骤2)称取聚偏氟乙烯六氟丙烯加入到丙酮溶液中，在磁力搅拌器上持续加热搅拌至溶液中白色晶体完全溶解，随后将溶液浓度稀释，得到聚合物溶液；

步骤3)将步骤1)、2)得到的电解质溶液和聚合物溶液按照体积比5：1配制离子凝胶液体，加入硫酸钾。