[发明专利]一种具有能量转化效应的形状记忆Janus材料的制备方法

摘要

本发明公开一种具有能量转化效应的形状记忆Janus材料的制备方法，着眼于设计和制备具有不对称表面性质的纸片(Janus纸片)，以实现可控的不对称润湿和溶胀行为并以此驱动材料的宏观可逆形变，以实现从溶胀势能到机械能的转化。本发明包括工作平台的搭建、Janus纸片的制备、能量转化装置的设计与评估等步骤。所得的Janus纸片材料在水环境中短时间发生弯曲形变，形变后曲率达到200m‑1。该Janus纸片在空载和载荷条件下都具有稳定的形变终点，展现出良好的形状记忆功能。在能量转化过程中，该纸片也展现良好的稳定性和灵敏度。本发明制备工艺简单，原料易得，无毒环保，成本低廉，稳定性强，适合大面积制备，并在未来传感器件等领域具有光明的应用前景。

主权项

1.一种具有能量转化效应的形状记忆Janus材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：A.工作平台的搭建：与水平面成一定角度倾斜固定电吹风机，在其出风口上沿固定镂空的不锈钢网框架，保证不锈钢网垂直于电吹风工作时的气流方向，并使镂空处正对出风口，出风口与镂空处在气流方向上成一定距离；B.Janus纸片的制备：配置一定比例的聚偏氟乙烯/N,N-二甲基甲酰胺溶液，将定性滤纸裁剪成一定规格，在步骤A中工作平台镂空处用夹子固定清洁的定性滤纸纸片，保持电吹风持续工作，同时滴管汲取预制的聚合物溶液滴到纸片上表面，在重力作用下，聚合物溶液流延至覆盖整个上表面，待上表面聚合物完全固化后，停止电吹风工作，取下纸片，移至60℃干燥箱退火备用，至此完成疏水/超亲水Janus纸片的制备；C.能量转化装置的设计与评估：将步骤B中制备的纸片的一边固定使之垂直悬挂，在下沿处坠挂一定质量的重物，对纸片亲水侧喷水，记录弯曲形变过程和最大形变状态。