[发明专利]一种向光弯曲材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种向光弯曲材料及其制备方法，制备方法包括以下步骤：（a）制备均匀分散有MoS₂量子点和BN纳米片的丙烯酰胺预聚合溶液；（b）通过毛细效应，将步骤（a）制得的丙烯酰胺预聚合溶液置入到毛细玻璃管中；（c）将盛装有丙烯酰胺预聚合溶液的毛细玻璃管在恒温的无氧环境中进行凝胶；（d）凝胶完成后，用氢氟酸溶解毛细玻璃管，之后用去离子水浸泡凝胶，将残留的氢氟酸除去后即得所述向光弯曲材料。本发明的向光弯曲材料的向光弯曲速率显著大于现有的向光弯曲材料。本发明提供的制备方法简单易行、操作性好，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及向光弯曲材料技术领域，具体地说是一种向光弯曲材料及其制备方法。

背景技术

仿生，是人们解决现实生活中棘手问题的主要手段之一，在仿生学发展的历史长河中，我们可以看到仿生对人类社会的极大推进作用。近来，模仿向日葵趋光性的向光弯曲材料是科学研究的热点问题之一，例如，东南大学研究人员利用氧化石墨烯制备出有着优良性能的向光弯曲材料，但该材料向光弯曲的物理学性能还需进一步提升。向光弯曲材料可以应用于智能传感器、变色防伪等很多领域，有着极大的应用价值。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种向光弯曲材料，以解决现有向光弯曲材料综合性能不理想的问题。

本发明的目的之二是提供一种向光弯曲材料的制备方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：一种向光弯曲材料，所述向光弯曲材料通过以下方法制备得到：

（a）制备均匀分散有MoS₂量子点和BN纳米片的丙烯酰胺预聚合溶液；

（b）通过毛细效应，将步骤（a）制得的丙烯酰胺预聚合溶液置入到毛细玻璃管中；

（c）将盛装有丙烯酰胺预聚合溶液的毛细玻璃管在恒温的无氧环境中进行凝胶；

（d）凝胶完成后，用氢氟酸溶解毛细玻璃管，之后用去离子水浸泡凝胶，将残留的氢氟酸除去后即得所述向光弯曲材料。

步骤（a）中，所述丙烯酰胺预聚合溶液的制备过程如下：

向玻璃器皿中依次加入聚乙二醇二丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，之后加入MoS₂量子点分散液和BN纳米片分散液，最后加入5.0wt%的过硫酸铵溶液和N,N,N',N'-四甲基乙二胺；其中，N-异丙基丙烯酰胺∶聚乙二醇二丙烯酸酯∶N,N'-亚甲基双丙烯酰胺=3g∶15~20mL∶0.1g；N-异丙基丙烯酰胺∶N,N,N',N'-四甲基乙二胺∶过硫酸铵溶液=3g∶100~130uL∶260~290uL。

步骤（a）中，所述MoS₂量子点分散液指以MoS₂量子点为溶质、以N-甲基吡咯烷酮为溶剂的分散液，MoS₂量子点分散液的浓度为1mg/mL，MoS₂量子点的横向尺寸为1~10nm，MoS₂量子点分散液与N-异丙基丙烯酰胺的用量比为1~2mL∶3g。

步骤（a）中，所述BN纳米片分散液指以BN纳米片为溶质、以水与乙醇的混合液为溶剂的分散液，其中，BN纳米片的厚度为1-10层，尺寸为0.05-1um，BN纳米片分散液的浓度为1mg/mL，BN纳米片分散液与N-异丙基丙烯酰胺的用量比为4~6mL∶3g。

步骤（b）中，所述毛细玻璃管的直径为1mm，长度为10cm；步骤（c）中，在塑料袋中放入盛装有丙烯酰胺预聚合溶液的毛细玻璃管，排尽塑料袋中的空气并用氮气枪打入氮气，用胶带将塑料袋封口后置于27℃的恒温箱中进行凝胶。

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：一种向光弯曲材料的制备方法，包括以下步骤：