1.一种光热刺激智能响应致动器薄膜,其特征在于,由上至下依次层叠布置的三层膜构成,第一层为聚N-异丙基丙烯酰胺的碳纳米复合材料膜层(1),第二层为碳纳米材料膜层(2),第三层为聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)的碳纳米复合材料膜层(3)。
2.根据权利要求1所述的光热刺激智能响应致动器薄膜,其特征在于,所述聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)的碳纳米复合材料膜层(3)由聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)和碳纳米材料复合而成;其中,所述聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)为交替共聚物或无规共聚物,响应温度为35℃-90℃,重均分子量为1万到100万,是由N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺按质量比为(90-65):(10-35),在氮气氛围下、40℃水浴加热,进行12h的自由基共聚反应,经过洗涤干燥后得到的最终产物。
3.根据权利要求1所述的光热刺激智能响应致动器薄膜,其特征在于,所述聚N-异丙基丙烯酰胺的碳纳米复合材料膜层(1)的厚度为0.02mm-0.03mm;所述碳纳米材料膜层(2)的厚度为0.02mm-0.03mm;所述聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)的碳纳米复合材料膜层(3)的厚度为0.02mm-0.04mm。
4.一种光热刺激智能响应致动器薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:取碳材料,分散在溶剂中,所述碳材料和所述溶剂的质量体积比为(3-8)mg:(1-
5)ml,搅拌均匀后,成膜,得到碳纳米材料膜层(2);
步骤2:取聚N-异丙基丙烯酰胺和与步骤1相同的碳材料,溶解或者分散到溶剂中,所述聚N-异丙基丙烯酰胺、所述碳材料和所述溶剂的配比为(5-35)mg:(5-35)mg:(5-10)ml,搅拌均匀后,得到混合溶液A;
步骤3:将步骤2得到的混合溶液A涂覆在步骤1得到的碳纳米材料膜层(2)上,成膜,得到具有碳纳米材料膜层(2)和聚N-异丙基丙烯酰胺的碳纳米复合材料膜层(1)的双层薄膜;
步骤4:取聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)和与步骤1相同的碳材料,溶解或分散到溶剂中,所述聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)、所述碳材料和所述溶剂的配比为(5-
35)mg:(5-35)mg:(5-10)ml,搅拌均匀后,得到混合溶液B;
步骤5:将步骤4得到的混合溶液B涂覆在步骤3的双层薄膜靠近所述碳纳米材料膜层(2)的一面,成膜,得到具有聚N-异丙基丙烯酰胺的碳纳米复合材料膜层(1)、碳纳米材料膜层(2)和聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)的碳纳米复合材料膜层(3)的三层薄膜,即光热刺激智能响应致动器薄膜。
5.根据权利要求4所述的光热刺激智能响应致动器薄膜的制备方法,其特征在于,步骤
1中,所述碳材料为氧化石墨烯、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任意一种;所述碳纳米材料膜层(2)的厚度为0.02mm-0.03mm;步骤2中,所述聚N-异丙基丙烯酰胺的重均分子量为
3千到20万;步骤3中,所述聚N-异丙基丙烯酰胺的碳纳米复合材料膜层(1)的厚度为
0.02mm-0.03mm。
6.根据权利要求4所述的光热刺激智能响应致动器薄膜的制备方法,其特征在于,步骤
4中,所述聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)为交替共聚物或无规共聚物,响应温度为35℃-90℃,重均分子量为1万到100万,是由N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺按质量比为(90-
65):(10-35),在氮气氛围下、40℃水浴加热,进行12h的自由基共聚反应,经过洗涤干燥后得到的最终产物;所述混合溶液B的浓度为1mg/ml-10mg/ml;步骤5中,所述聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)的碳纳米复合材料膜层(3)的厚度为0.02mm-0.04mm。
7.根据权利要求4所述的光热刺激智能响应致动器薄膜的制备方法,其特征在于,步骤
1、步骤2和步骤4中,所述溶剂均为水、N,N-二甲基甲酰胺和乙醇中的任意一种;所述搅拌的方式均为磁力搅拌,转速为90转/min-150转/min,时间为24h-72h。
8.根据权利要求4-7任一项所述的光热刺激智能响应致动器薄膜的制备方法,其特征在于,步骤1、步骤3和步骤5中,所述成膜的方式均为抽滤、风干和烘干中的任意一种。
9.一种光热响应致动器,其特征在于,包括权利要求1-3所述光热刺激智能响应致动器薄膜。
10.根据权利要求9所述的光热响应致动器,其特征在于,所述光热响应致动器包括软机器人、药物输送、电机和人造肌肉中的任意一种。