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专利号: 2022105487901
申请人: 嘉兴学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种仿生柔体鱼的制备方法,其特征在于,所述仿生柔体鱼包括:鱼鳍和鱼体;

所述鱼鳍包括近红外光响应双层膜,所述近红外光响应双层膜用于在近红外光的照射条件下产生形变,从而使所述仿生柔体鱼在液体中保持平衡和/或运动;

所述近红外光响应双层膜包括驱动薄膜和柔性薄膜,所述驱动薄膜用于在所述在近红外光的照射条件下产生形变,所述柔性薄膜用于在无近红外光的照射条件恢复所述形变;

所述鱼体由柔性材料构成,所述鱼体的内部中空,所述鱼体的表面设置有进气孔和孔塞,所述进气孔用于对所述鱼体进行负重操作或者充放气操作,所述孔塞用于封闭所述进气孔;

所述仿生柔体鱼的制备方法包括如下步骤:制备近红外光响应双层膜,利用所述近红外光响应双层膜制得鱼鳍;

采用聚二甲基硅氧烷制备柔性材料,利用所述柔性材料构建鱼体;

将所述鱼鳍和所述鱼体集成,获得所述仿生柔体鱼;

所述制备近红外光响应双层膜,利用所述近红外光响应双层膜制得鱼鳍,包括如下步骤:提供基底;

将聚二甲基硅氧烷溶液和正己烷溶液混合,以得到第一混合溶液;

在所述基底的表面上涂覆所述第一混合溶液,获得柔性薄膜;

对所述柔性薄膜的表面进行处理,使得所述柔性薄膜的表面具有亲水性;

将金纳米棒、氮‑异丙基丙烯酰胺溶液和引发剂混合,以得到第二混合溶液;

在所述柔性薄膜具有亲水性的表面涂覆所述第二混合溶液,获得驱动薄膜;

剥离所述基底,以得所述近红外光响应双层膜;

利用所述近红外光响应双层膜,制得所述鱼鳍;

所述对所述柔性薄膜的表面进行处理,使得所述柔性薄膜的表面具有亲水性,包括如下步骤:提供等离子体和3‑甲基丙烯酸丙基三氯硅烷;

利用等离子体对柔性薄膜的表面进行亲水处理,使得柔性薄膜的表面生成亲水基团;

在柔性薄膜的表面接枝3‑甲基丙烯酸丙基三氯硅烷,所述3‑甲基丙烯酸丙基三氯硅烷用于促使柔性薄膜和驱动薄膜粘合;

所述采用聚二甲基硅氧烷制备柔性材料,利用所述柔性材料构建鱼体,包括如下步骤:调制聚二甲基硅氧烷溶液,利用所述聚二甲基硅氧烷溶液制备所述柔性材料;

在所述柔性材料的表面均匀涂覆光刻胶,获得光刻胶膜层和柔性材料膜层;

提供具有鱼体形状的掩膜板,利用所述掩膜板对所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层进行图案化处理;

分别在图案化处理后的所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层生长铝层;

去除图案化处理后的所述光刻胶膜层,以及去除所述光刻胶膜层上的铝层,获得具有鱼体形状的铝层;

蚀刻图案化处理后的所述柔性材料膜层,获得具有鱼体形状的柔性材料膜层;

剥离所述鱼体形状的铝层获得具有所述鱼体形状的柔性材料膜层,利用所述鱼体形状的柔性材料膜层获得所述鱼体;

所述在所述柔性材料的表面均匀涂覆光刻胶,获得光刻胶膜层和柔性材料膜层,包括如下步骤:提供旋转载台,将所述柔性材料吸附在所述旋转载台上;

在所述柔性材料的表面上涂覆所述光刻胶;

旋转所述柔性材料,利用离心力使所述光刻胶均匀平铺在所述柔性材料的表面;

烘烤所述柔性材料和所述光刻胶,获得所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层;

所述提供具有鱼体形状的掩膜板,利用所述掩膜板对所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层进行图案化处理,包括如下步骤:利用所述掩膜板对所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层进行初曝光;

把初曝光后的所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层进行反转烘烤;

去除所述掩膜板,将反转烘烤的所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层进行范曝光;

对范曝光后的所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层进行显影并清洗;

将所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层热固化,从而获得图案化处理后的所述光刻胶膜层和所述柔性材料膜层;

所述蚀刻图案化处理后的所述柔性材料膜层,获得具有鱼体形状的柔性材料膜层,包括如下步骤:提供蚀刻腔室,将图案化处理后的所述柔性材料膜层和所述铝层置入所述蚀刻腔室内;

在所述蚀刻腔室中通入40每体积流量的氧气,并将所述蚀刻腔室的压强调至20帕以及功率调至100瓦;

对图案化处理后的所述柔性材料膜层进行蚀刻,从而获得具有鱼体形状的柔性材料膜层;

所述将所述鱼鳍和所述鱼体进行集成,获得所述仿生柔体鱼,包括如下步骤:对所述鱼鳍进行分类,分别获得胸鳍、腹鳍、背鳍和尾鳍;

将所述胸鳍粘合至所述鱼体下表面的左右两前侧,将所述腹鳍粘合至所述鱼体下表面的左右两中侧,所述背鳍粘合至所述鱼体上表面的中间位置,所述尾鳍粘合至所述鱼体的尾部;

对所述鱼体进行钻孔操作获得进气孔,并匹配对应的孔塞;

通过所述进气孔对所述鱼体进行负重操作或者充放气操作;

使用所述孔塞阻断所述鱼体的内部与外部的连接,获得所述仿生柔体鱼。