智能驅(qū)動(dòng)器在受到外部刺激（光、熱、電、濕、磁等）時(shí),可做出響應(yīng)并執(zhí)行相應(yīng)操作或命令,在微型機(jī)器人、信息交互、遠(yuǎn)程遙控等領(lǐng)域具有廣闊前景。通過(guò)合理的材料選擇及科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備驅(qū)動(dòng)性能優(yōu)異的智能驅(qū)動(dòng)器一直是研究者們關(guān)注的重點(diǎn)。本文利用工藝簡(jiǎn)單的模板法設(shè)計(jì)并制備了一種具有周期梯度分段結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯（GO）膜,基于綜合性能優(yōu)異的GO材料,側(cè)重探索微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)驅(qū)動(dòng)效果帶來(lái)的影響,突破了智能驅(qū)動(dòng)器常采用的復(fù)合材料或復(fù)合結(jié)構(gòu)等相對(duì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)理念。探究了其在濕度驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域及靜電驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)性能,結(jié)合力學(xué)原理及驅(qū)動(dòng)特點(diǎn),進(jìn)一步分析研究了驅(qū)動(dòng)原理及應(yīng)用前景,具體內(nèi)容如下:（1）利用改進(jìn)的Hummers法制備了 GO懸浮液,所得GO懸浮液的氧化剝離程度良好,主要構(gòu)成元素O、C含量比為0.35,片層可達(dá)納米級(jí)別。采用光柵基板為模板,通過(guò)涂覆蒸發(fā)成膜的方法制備了具有微結(jié)構(gòu)的GO膜,研究了在膜制備過(guò)程中涂覆厚度對(duì)成膜難易程度及微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑所帶來(lái)的影響。結(jié)果表明,由于表面張力及片層堆疊的作用,隨著厚度的增加（250 μm、500 μm、750μm及1000 μm）,完整剝離成膜難度降低,而表面微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑難度逐漸增... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２Ｇ０－ＲＧ０復(fù)合膜濕度智能驅(qū)動(dòng)器；（ａ）?ＧＯ－ＲＧＯ復(fù)合膜制備流程；（ｂ－ｃ）?ＧＯ－ＲＧＯＭ合膜??ＲＧＯ細(xì)及ＧＯ側(cè)水接觸角；（ｄ）?ＧＯ－ＲＣｉＯ?ｋ合膜斷而微觀電鏡圖［３３］

材料的ｆ臺(tái)，開(kāi)發(fā)探索卨性能人造肌肉，仿生多功能機(jī)器人奠??定了堅(jiān)實(shí)基矗??（ａ）??ｅＯｓｏｌｕｔｉｃＭｒ＾?ＢＯＰＰ?丨，ｌｍ?＾??（?）＇??ｔｒｙ?１??？?Ｉ?Ｈ１〇??Ｌｕｗ?Ｒ１１＝２０％?Ｋｗｕｍ?１?川＝５０％?＂＇Ｕ１１?ＵＨ＝９０％??ｈｉｉｉｎｉｉｌｉｔｙ?２．５?ｃｍ１?■…ｎｕｄｉｔｙ?ｈｕｍｎｉｉｔｙ?－３．１?ｃｍ１??（ｃ）?￥?．心國(guó)卜??Ｖ＃，－?ｈｉ：??ｙＩ．??Ｌａｇｌｕ?ＯＭ＊?Ｈ２°?Ｌｉｇｈｔ?ＯＮ??圖１－４?ＧＯ－ＢＯＰＰ復(fù)合膜多重響應(yīng)智能驅(qū)動(dòng)器；（ａ）?ＧＯ－ＢＯＰＰ復(fù)合膜制備流程；（ｂ）?ＧＯ－ＢＯＰＰ??Ｍ合膜濕度響應(yīng)驅(qū)動(dòng)示意圖；（ｃ）?ＧＯ－ＢＯＰＰ?Ｍ合膜光熱響應(yīng)驅(qū)動(dòng)示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?ＧＯ－ＢＯＰＰ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｆｉｌｍ?ｍｕｌｔｉｐｌｅ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ａｃｔｕａｔｏｒ；?（ａ）?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ??ＧＯ－ＢＯＰＰ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｆｉｌｍ；?（ｂ）?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｏｉｓｔｕｒｅ?ａｃｔｕａｔｉｏｎ；?（ｃ）?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ??６??

?北京化工大學(xué)碩１：研究生學(xué)位論文???行還原處理可得到石墨烯材料的另一種衍生物即還原氧化石墨烯（ＲＧＯ），還原方式??包括熱還原，化學(xué)還原和光還原等還原方法，對(duì)ＧＯ的含氧官能團(tuán)進(jìn)行有效還原，使??其表現(xiàn)出與ＧＥ相近的物理化學(xué)性能Ｐ１。綜上所述，石墨烯及其衍生物自身所展現(xiàn)的??優(yōu)異特性，使其在濕度驅(qū)動(dòng)、光熱驅(qū)動(dòng)、電熱驅(qū)動(dòng)等多個(gè)領(lǐng)域擁有遼闊前景＾５５］。??Ｈａｎ的課題組報(bào)道了一種通過(guò)對(duì)ＧＯ膜進(jìn)行單面紫外光（ＵＶ）輻射進(jìn)而輕松制備??石墨烯基濕度智能驅(qū)動(dòng)器的方法（圖１－５）?＠１。由于光還原效應(yīng)，ＧＯ膜的表面性能在??ＵＶ照射數(shù)十分鐘后發(fā)生劇烈變化，其中ＧＯ膜上的大多數(shù)含氧基團(tuán)（ＯＣＧ）已被去??除還原成ＲＧＯ。由于光還原程度由光透射率和熱弛豫丼同決定控制，所以ＧＯ膜可不??被完全還原，并且可以很容易地實(shí)現(xiàn)自控制的光述原過(guò)程，進(jìn)而成功制備可以由水分??驅(qū)動(dòng)的各向異性的ＧＯ－ＲＧＯ雙層結(jié)構(gòu)膜。，ＲＧＯ層中的人多數(shù)ＯＣＧ都在ＵＶ還原后??被去除，而在ＧＯ層中大量的ＯＣＣＪ得以保留，故３?ＣＪＯ－ＲＧＯ雙層膜鉍露在濕氣中時(shí)，??由于水分子的吸附，ＧＯ層迅速膨脹而彎曲。ＯＣＧ的存在充分地解釋了水分子的吸附??的差異，這是這種相對(duì)于兩層間的各向異性水吸附最終會(huì)引起完全＋同的溶脹效果。??沿橫向，ＧＯ片的層間間隔明顯變大，巨山ｆ兩側(cè)楊氏模量的差異性，最終使得相對(duì)??濕度增加時(shí)，ＧＯ－ＲＧＯ復(fù)合膜向ＲＧＯ側(cè)彎（ｌｆｌ，反之即向ＧＯ側(cè)驅(qū)動(dòng)形變。??（ａ）?ＵＶ?ｌｉｇｈｔ??ＧＯ?ｐａｐｅｒ?ＧＯ／ＲＧＯ?ｐａｐｅｒ?＾?｜?Ｐ??ｉ．－?ｉ．ｔｆ；??（ｂ）?ｖ．卞Ｙ＇，?＼?＂ｉｆｆ?１１??Ｃｕｒｖｉｎｇ?ＧＯ?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]濕度驅(qū)動(dòng)的高性能致動(dòng)器與傳感器:界面工程調(diào)控氧化石墨烯與乙基纖維素（英文）[J]. 楊波,畢文團(tuán),鐘程安,黃明燦,倪勇,何陵輝,吳長(zhǎng)征.  Science China Materials. 2018(10)
[2]溶劑型智能驅(qū)動(dòng)材料的研究進(jìn)展[J]. 張大杰,劉捷,陳波,王京霞,江雷.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)



本文編號(hào)：3230749