[发明专利]一种原子层级叠层复合电驱动变形材料及其制备方法

权利要求书

1.一种原子层级叠层复合电驱动变形材料，其特征在于，该变形材料包括至少一层叠层结构；

所述叠层结构包括上层石墨烯层、下层环氧树脂基形状记忆聚合物层和两个电极；

所述两个电极分别覆盖设于石墨烯层上表面的两端；

所述石墨烯层的层数为2-10层；

所述环氧树脂基形状记忆聚合物是由环氧树脂E51、聚硫橡胶、氨乙基哌嗪和正丁基缩水甘油醚按照质量比100∶16-35∶24∶20混合后获得；

所述形状记忆聚合物层的厚度为0.5-2毫米；

所述原子层级叠层复合电驱动变形材料制备方法如下：

1) 利用化学气相沉积法在镍箔表面生长石墨烯，得到少原子层石墨烯/镍箔材料，备用；

2)将环氧树脂E51、聚硫橡胶、氨乙基哌嗪和正丁基缩水甘油醚，按照质量比100∶16-35∶24∶20混合后，获得液态形状记忆聚合物前体，备用；

3)将液态形状记忆聚合物前体灌注于预先涂覆脱模剂的模具中，再将步骤1）得到的少原子层石墨烯/镍箔材料平整覆盖于形状记忆聚合物前体表面，60-85℃固化2-6小时后脱模，刻蚀去除镍箔，得到形状记忆聚合物/少原子层石墨烯复合材料；

4）在步骤3）获得的形状记忆聚合物/少原子层石墨烯复合材料的石墨烯层上表面的两端制作电极，获得叠层结构，所获得所述原子层级叠层复合电驱动变形材料。

2. 根据权利要求1所述的原子层级叠层复合电驱动变形材料，其特征在于，所述电极长度不小于0.2 mm。

3.一种基于权利要求1所述原子层级叠层复合电驱动变形材料的多层原子层级叠层复合电驱动变形材料，其特征在于，该多层原子层级叠层复合电驱动变形材料包括至少二层叠层结构，所述二层叠层结构之间通过环氧树脂基形状记忆聚合物粘合连接；

所述多层原子层级叠层复合电驱动变形材料的两端设有导电材料，并于叠层结构的电极连为一体。

4.如权利要求1或2所述原子层级叠层复合电驱动变形材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1) 利用化学气相沉积法在镍箔表面生长石墨烯，得到少原子层石墨烯/镍箔材料，备用；

2)将环氧树脂E51、聚硫橡胶、氨乙基哌嗪和正丁基缩水甘油醚，按照质量比100∶16-35∶24∶20混合后，获得液态形状记忆聚合物前体，备用；

3)将液态形状记忆聚合物前体灌注于预先涂覆脱模剂的模具中，再将步骤1）得到的少原子层石墨烯/镍箔材料平整覆盖于形状记忆聚合物前体表面，60-85℃固化2-6小时后脱模，刻蚀去除镍箔，得到形状记忆聚合物/少原子层石墨烯复合材料；

4）在步骤3）获得的形状记忆聚合物/少原子层石墨烯复合材料的石墨烯层上表面的两端制作电极，获得叠层结构，所获得所述原子层级叠层复合电驱动变形材料。

5.根据权利要求4所述原子层级叠层复合电驱动变形材料的制备方法，其特征在于，步骤4）所述电极为银胶电极或导电金属电极；所述导电金属包括金、银、铜、铝中的任意一种。

6.如权利要求3所述多层原子层级叠层复合电驱动变形材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将叠层结构置于模具中，叠层结构之间均匀刷涂液态形状记忆聚合物前体作为粘合剂，60-85℃固化2-6小时后脱模；然后在叠层结构的两端涂覆导电材料并与单个叠层结构的电极连为一体，即得到多叠层形状记忆聚合物/石墨烯层复合材料。

7.如权利要求6所述多层原子层级叠层复合电驱动变形材料的制备方法，其特征在于，所述导电材料包括银胶电极或导电金属，所述导电金属包括金、银、铜、铝中的任意一种。