[发明专利]一种基于碳纳米管三维骨架结构的溶剂推力驱动器的制备方法

说明书

一种基于碳纳米管三维骨架结构的溶剂推力驱动器的制备方法，属于驱动器制备技术领域。所述方法步骤如下：制备梯度刚度碳纳米管三维骨架结构：在800～900℃的管式炉中，通入碳源溶液，在氩气和氢气的载气氛围下，通过控制不同时间段的碳源溶液的进给速率，制备刚度呈现梯度分布的碳纳米管三维骨架结构；所述碳源溶液由二氯苯和二茂铁组成；将梯度刚度碳纳米管三维骨架结构浸泡在溶剂中，持续1‑10min，待液体充满整个梯度刚度碳纳米管三维骨架结构后，取出烘干使液体挥发即可。使用本发明方法制备的驱动器最大输出“推力”可达0.02～0.05MPa，响应时间为0.5～3秒，推动距离可达驱动器自身长度的1～5倍。

技术领域

本发明属于驱动器制备技术领域，具体涉及一种基于碳纳米管三维骨架结构的溶剂推力驱动器的制备方法。

背景技术

目前，开发能对外界刺激(如pH值，电流，温度，湿度等)做出反应的智能材料是人工智能领域和柔性机器人领域的重要课题。其中能实现溶剂驱动的材料受到了极大的重视，但目前的溶剂驱动器只有两类，其一是一维纤维状溶剂收缩驱动器，主要用于人工肌肉等领域；其二是二维面状溶剂弯曲驱动器，主要用于机械手等领域。但目前的溶剂驱动器很少能够实现三维的推力驱动，而“推力”在许多领域是必不可少的，溶剂驱动器在这一方面的缺失极大的限制了其广泛应用和人工智能的发展。

发明内容

本发明面向三维溶剂推力驱动器这一需求，提供一种基于碳纳米管三维骨架结构的溶剂推力驱动器的制备方法，该方法解决了目前溶剂驱动器很难三维驱动这一难题，为溶剂驱动器的应用注入新的活力。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于碳纳米管三维骨架结构的溶剂推力驱动器的制备方法，所述方法步骤如下：

步骤一：制备梯度刚度碳纳米管三维骨架结构：在800～900℃的管式炉中，通入碳源溶液，在氩气和氢气的载气氛围下，通过控制不同时间段的碳源溶液的进给速率，每个时间段为0.5～8h，制备刚度呈现梯度分布的碳纳米管三维骨架结构；所述碳源溶液由二氯苯和二茂铁组成；

步骤二：将梯度刚度碳纳米管三维骨架结构浸泡在溶剂中，持续1-10min，待液体充满整个梯度刚度碳纳米管三维骨架结构后，取出烘干或自然晾干使液体挥发即可。

本发明相对于现有技术的有益效果为：使用本发明方法制备的驱动器最大输出“推力”可达0.02～0.05MPa，响应时间为0.5～3秒，推动距离可达驱动器自身长度的1～5倍，可根据不同工况需求输出脉冲式或持续的推力。

附图说明

图1为梯度刚度碳纳米管三维骨架结构实物图；

图2为梯度刚度碳纳米管三维骨架结构扫描电镜图；

图3为实施例1步骤二的梯度刚度碳纳米管三维骨架结构蒸发酒精，体积收缩后示意图；

图4为实施例1的梯度刚度碳纳米管三维骨架结构吸入液体后，推应力随时间的变化关系图；

图5为实施例1的梯度刚度碳纳米管三维骨架结构吸入液体后，推应力随推动距离的变化关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：本实施方式记载的是一种基于碳纳米管三维骨架结构的溶剂推力驱动器的制备方法，所述方法步骤如下：

步骤一：制备梯度刚度碳纳米管三维骨架结构：在800～900℃的管式炉中，通入碳源溶液，在氩气和氢气的载气氛围下，通过控制不同时间段的碳源溶液的进给速率，每个时间段为0.5～8h，制备刚度呈现梯度分布的碳纳米管三维骨架结构；所述碳源溶液由二氯苯和二茂铁组成；