[发明专利]一种温度响应的水凝胶人工肌肉及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种温度响应的水凝胶人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将N-异丙基丙烯酰胺、3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐、丙烯酰胺、交联剂、引发剂和促进剂按比例溶解于硫酸水解的海鞘纤维素纳米晶体水分散液中，获得混合液；后将所述混合液注入模具中聚合，得到化学交联水凝胶；

将所述化学交联水凝胶进行连续取向操作，得到螺旋形水凝胶；

将所述螺旋形水凝胶浸泡在锆盐溶液中，得到水凝胶人工肌肉。

2.根据权利要求1所述的一种温度响应的水凝胶人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述硫酸水解的海鞘纤维素纳米晶体水分散液为采用硫酸水解法制备得到的海鞘纤维素纳米晶分散于去离子水中得到的悬浮液。

3.根据权利要求1所述的一种温度响应的水凝胶人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述N-异丙基丙烯酰胺、3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐、丙烯酰胺、交联剂、引发剂、促进剂、硫酸水解的海鞘纤维素纳米晶的质量比为4～8：5～15：1～2：0.1～0.4：0.1～0.4：0.04～0.16：0.3～0.6。

4.根据权利要求1所述的一种温度响应的水凝胶人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述N-异丙基丙烯酰胺和3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐的摩尔比为5.5～7.5：2.5～4.5。

5.根据权利要求1所述的一种温度响应的水凝胶人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸钾，所述促进剂为四甲基乙二胺。

6.根据权利要求1所述的一种温度响应的水凝胶人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述聚合的条件为：20～30℃下聚合8～15h。

7.根据权利要求1所述的一种温度响应的水凝胶人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述化学交联水凝胶进行连续取向操作，得到螺旋形水凝胶，包括：

将所述化学交联水凝胶拉伸至原长的3.5～4.5倍，在25～35rpm转速下加捻，得到一系列加捻密度的水凝胶，再将其螺旋缠绕在直径2.5～3.5mm的聚四氟乙烯管道外侧，得到螺旋形水凝胶。

8.根据权利要求1所述的一种温度响应的水凝胶人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述锆盐溶液为0.05～0.2mol/L的氯氧化锆溶液。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的温度响应的水凝胶人工肌肉。

10.权利要求1所述的温度响应的水凝胶人工肌肉在制备软驱动器机器人中的应用。