一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备

技术特征：
1.一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，所述方法包括：(1)原料的制备：纯化n-异丙基丙烯酰胺(nipam)单体：将n-异丙基丙烯酰胺(nipam)在丙酮/正己烷混合溶剂中重结晶三次，得到白色针状的纯化n-异丙基丙烯酰胺(nipam)单体，在室温下真空干燥6～16h待用；硅酸镁锂：合成硅酸镁锂真空干燥待用；(2)水凝胶前驱液的制备：将合成硅酸镁锂加入去离子水中磁力搅拌直至完全分散得到澄清液体，然后将nipam加入上述澄清液体中搅拌直至完全溶解，最后加入1-羟基环已基苯基甲酮和甲醇的混合液搅拌得到澄清透明的水凝胶前驱液，整个过程保持通氮气避免空气的氧化同时避光搅拌；(3)无尘纸的制备：将无尘纸在修饰液中浸泡一定时间，然后在50～70℃下真空干燥6～10h，将无尘纸裁剪成一定形状并使表面条纹和较长的边成一定夹角；(4)双层水凝胶基驱动器的制备：将步骤(3)中裁剪好的无尘纸和可变厚且中间掏空的硅橡胶垫片依次放置在玻璃板上，用另一块玻璃杯密封模具，将步骤(2)中前驱液注入模具内，注入过程应避免产生气泡，然后在紫外光照射下原位聚合制备出双层水凝胶基驱动器；(5)双层水凝胶基驱动器的脱模：取下玻璃板和硅胶垫，由于水凝胶自身的粘性，无尘纸可以粘在水凝胶一侧表面，此时水凝胶形成双层结构，下层为pnipam水凝胶、上层为表面有条纹结构的无尘纸。2.根据权利要求1所述一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述无尘纸的修饰液为盐酸(hcl)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、乙醇(ethanol)、聚乙烯醇溶液(pva)或壳聚糖溶液(cs)中的一种或多种。3.根据权利要求2所述一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述盐酸(hcl)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)和乙醇(ethanol)溶液的浓度均为0.2～2mol/l，所述聚乙烯醇溶液(pva)或壳聚糖溶液(cs)的浓度为5～30g/l。4.根据权利要求3所述一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述无尘纸的浸泡时间为2～10h。5.根据权利要求4所述一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述无尘纸表面条纹和较长边的夹角为0-90
°
。6.根据权利要求1所述一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中丙酮/正己烷混合溶剂的体积比1：0.5～10。7.根据权利要求1所述一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述合成硅酸镁锂真空干燥温度为90～150℃，干燥时间为4～12h。8.根据权利要求1-7任意一项所述无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述无尘纸裁剪成不同形状，制备的双层水凝胶在热水可实现相应形状。9.根据权利要求5所述一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述无尘纸裁剪成“z”、“s”、“t”和“u”字母驱动器，构造双层水凝胶字母驱动器可实现在60℃的水中“z”、“s”、“t”和“u”的变形。

技术总结
本发明提供了一种无尘纸诱导双层水凝胶驱动器的制备方法，属于水凝胶驱动器领域。将合成硅酸镁锂、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、1-羟基环已基苯基甲酮和甲醇的混合液搅拌得到澄清透明的水凝胶前驱液，模具由玻璃板、无尘纸和硅胶垫组成，注模后光引发原位聚合，得到双层水凝胶驱动器，并利用该双层水凝胶驱动器进行弯曲行为设计。该水凝胶驱动器驱动性能优异，力学性能良好，制备方法简单，工艺参数控，成本低，可重复性高。可重复性高。可重复性高。


技术研发人员：刘爱萍 许为中 苑苗发 程琳 王若飞
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/10/27