柔性凝胶导电膜的制备及智能伸展机械臂应用

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智能凝胶是兼备液体、固体性质的软而湿的材料,能对环境的变化做出柔和反应。智能凝胶对于光照和温度的响应,从而改变其分子状态,利用它来制作软体机器人和生物传感器等,将化学能或热能平稳地转换为机械能,并柔软灵活地进行高灵敏度地自由度驱动。智能凝胶虽然潜力巨大但也有其自身的缺点,凝胶强度不足、响应度不够灵敏是它的两大弱点。目前为止,市场上应用于生物仿生机械臂的合适材料比较稀缺,且采用的智能凝胶大部分都存在上述两种问题。 本文主要研究的PNIPAM/P(AA-co-MAEMC)凝胶受益于内部三维网络灵活的设计和合理的结构,已逐渐从传统的静态材料发展成具有特定刺激响应特性的智能材料,并在一定程度上提高了其强度和灵敏度,同时具有耐候性和稳定性好的优良性质,可适应某些特定环境。通过溶胀测试研究了凝胶的溶胀性能,发现温度对溶胀性能的影响使凝胶可在不同温度下做出不同程度弯曲形变响应且该过程具备可逆性,可通过改变温度对凝胶的弯曲形变实现精准控制。因此,基于该可逆弯曲形变行为,探索了其在智能伸展机械臂应用领域的应用。