[发明专利]一种光驱动复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种光驱动复合材料，其特征在于，是由柔性基板和光响应层组成的双层薄膜，

所述的柔性基板为聚酰亚胺、聚乙烯、聚酯或聚乙烯醇薄膜，其厚度为1~1000 μm；所述光响应层由动态液晶交联聚合物组成，其厚度为5-50μm；

所述动态液晶交联聚合物，其结构如下所示：

其中，0x1。

2.根据权利要求1所述的光驱动复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）单体M6ABOC2的制备：

第一步：合成4-((4-乙氧基苯基)二氮烯基)苯酚：首先将对乙氧基苯胺溶解于浓度为2M的盐酸中配成溶液A，再将NaNO₂溶解于去离子水中配成溶液B，将溶液A和溶液B混合得到溶液C，将苯酚、氢氧化钠溶解于去离子水中配成溶液D，后在冰水浴条件下将溶液C缓慢加入到溶液D中，反应两小时后逐滴加入2 M 的HCl溶液，调节体系pH至3，抽滤，40 ^oC烘箱过夜烘干，将制备好的样品记为产物1；

第二步：合成6-(4- ((4-乙氧基苯基)二氮烯基)苯氧基)己-1-醇：将产物1和6-氯-1-己醇溶解于DMSO中，加入碳酸钾和碘化钾，在140 ^oC的条件下冷凝回流8 h，反应结束冷却至常温后加水进行沉淀，抽滤，产物用甲醇进行重结晶，将重结晶后的产物记为产物2；

第三步：合成6-(4- ((4-乙氧基苯基)二氮烯基)苯氧基)己基甲基丙烯酸酯：将产物2和三乙胺溶解于THF中，得到溶液E，取甲基丙烯酰氯溶于THF中得到溶液F，在冰水浴条件下，将溶液F缓慢滴加到溶液E中，常温反应24 h，反应后往体系加入饱和碳酸氢钠溶液除去过量的甲基丙烯酰氯，旋蒸后得到淡黄色固体在甲醇中重结晶得到产物3即为M6ABOC2单体；

（2）单体FMA的制备：首先在烧瓶中加入呋喃甲醇和三乙胺并用二氯甲烷溶解，冰浴搅拌10 min，在氮气氛围下缓慢滴加甲基丙烯酰氯的二氯甲烷溶液，在冰水浴条件下反应30min后放置室温反应12 h，反应完毕后过滤去除三乙胺盐酸盐，滤液用色谱柱层析分离得到产物即为FMA单体；

（3）共聚物P(M6ABOC2-r-FMA)的制备：在反应容器中加入2-（十二烷基三硫代碳酸酯基）-2-甲基丙酸、偶氮二异丁腈、单体M6ABOC2和单体FMA，并用无水无氧的苯甲醚溶解，在70℃油浴中聚合24 h，猝灭反应后用十倍体积的甲醇沉淀聚合物三次，最后滤饼在40℃真空干燥过夜得到共聚物；

（4）动态液晶交联聚合物在柔性基板上的制备：将共聚物P(M6AOBC2-r-FMA)溶解于N,N-二甲基甲酰胺与四氢呋喃的混合液体中，加入交联剂双马来酰亚胺，并添加对苯二酚作为抑制剂，以避免产品聚合，直接将所得溶液滴涂在柔性基板上，在室温下使溶剂自然挥干，然后进行热退火处理，得到光驱动复合材料。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中共聚物P(M6AOBC2-r-FMA)在N,N-二甲基甲酰胺与四氢呋喃的混合液体中的浓度为20-60 mg/mL。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述热退火温度为30~130℃。

5.如权利要求1所述的光驱动复合材料，其特征在于，光驱动现象为：在310-650 nm波长的光源辐照下发生光致形变，停止光照，在0.1~20秒内回复初始形状，此过程可重复。

6.如权利要求1所述的光驱动复合材料，其特征在于，所述光驱动复合材料用于光控液体内驱动，即光照使液体内的薄膜发生运动。

7.如权利要求6所述的光驱动复合材料，其特征在于，所述的光控液体内驱动过程中，通过控制光照的位置和强度来控制薄膜运动的方向和速度。