智能驅(qū)動(dòng)材料是具有響應(yīng)特征的高效能量轉(zhuǎn)換材料,探索簡(jiǎn)易制備且具有快速響應(yīng)特性的新型智能驅(qū)動(dòng)器具有挑戰(zhàn)性。本文以改性氧化石墨烯(GO)為前驅(qū)體,通過結(jié)構(gòu)自組裝設(shè)計(jì)出氧化石墨烯/醋酸纖維素(GO/CA)復(fù)合驅(qū)動(dòng)器和球狀石墨烯(RGO)迷你馬達(dá),并針對(duì)所得材料在有機(jī)氣體或溶液驅(qū)動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)情況和水中的油品吸附性進(jìn)行研究。主要內(nèi)容如下:1.采用層層自組裝的方法,在柔性商業(yè)CA聚合物膜基底上組裝GO膜,構(gòu)筑GO/CA雙層驅(qū)動(dòng)器,研究其對(duì)丙酮蒸氣響應(yīng)的性質(zhì)。通過改變GO薄膜的厚度和GO/CA驅(qū)動(dòng)器的長度,可調(diào)節(jié)GO/CA驅(qū)動(dòng)器在丙酮蒸氣中的彎曲角度。研究表明,長度為30 mm且GO膜厚度為29μm的GO/CA驅(qū)動(dòng)器在丙酮蒸氣中,19 s內(nèi)可表現(xiàn)出720°的大彎曲角度,并且在空氣中38 s內(nèi)恢復(fù)至初始狀態(tài)。提出了GO/CA雙層驅(qū)動(dòng)器的彎曲機(jī)理,即CA聚合物在丙酮蒸氣中具有膨脹效應(yīng),而GO膜具有阻隔氣體的功能,從而產(chǎn)生不對(duì)稱彎曲。設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器對(duì)不同有機(jī)蒸氣顯示出不同的彎曲角度,這與聚合物和有機(jī)溶劑的溶解度參數(shù)值差有關(guān)。利用驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的各種設(shè)備來演示動(dòng)態(tài)過程,展示出GO/CA驅(qū)動(dòng)器在智能驅(qū)動(dòng)材料應(yīng)用中的巨...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1石墨烯的單層結(jié)構(gòu)示意圖及其衍生物[1]

氧化石墨烯概述aphene）是由緊密堆積的碳原子組成的具有單層二維蜂是構(gòu)筑以雙鍵相連的sp2雜化碳的基本結(jié)構(gòu)單元，如富其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，單層石墨烯是迄今所發(fā)現(xiàn)的最薄的二度，只有0.335nm。石墨烯單原子層的特殊結(jié)構(gòu)賦予其高的強(qiáng)度和良好的韌性，是鋼硬度的100多倍，但又可....

圖1.2氧化石墨還原法制備石墨烯過程示意圖

圖1.2氧化石墨還原法制備石墨烯過程示意圖[7]ematicillustrationofthepreparationofRGObyreductionof和石墨烯宏觀體簡(jiǎn)介改性氧化衍生物——GO在極性溶劑中特別是在水液的濕法加工提供了極大的便利。、羧基等豐....

圖1.3具有不同排列方向的CNT復(fù)合條帶的制備及向光彎曲示意圖

1.2.2驅(qū)動(dòng)器分類及應(yīng)用驅(qū)動(dòng)器根據(jù)驅(qū)動(dòng)力的不同，可以劃分為光、電和熱響應(yīng)驅(qū)動(dòng)與濕度、溶劑和有機(jī)氣體響應(yīng)驅(qū)動(dòng)。1.2.2.1光/電/熱響應(yīng)驅(qū)動(dòng)智能驅(qū)動(dòng)材料是將物理或化學(xué)刺激中包含的能量轉(zhuǎn)換為宏觀的2D或3D形狀變化的一類材料，科學(xué)家據(jù)此設(shè)計(jì)了一系列可由光、電和熱驅(qū)動(dòng)的....

圖1.4（a）碳納米管/聚二甲基硅氧烷電熱制動(dòng)器的制備示意圖；（b）基于夾層結(jié)構(gòu)組合的可扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的示意圖

4（a）碳納米管/聚二甲基硅氧烷電熱制動(dòng)器的制備示意圖；（b）基于夾層結(jié)構(gòu)組合的可扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的示意圖[30]Fig.1.4(a)SchematicdiagramofpreparationofCNT/polydimethylsiloxaneactuator;(b....

本文編號(hào)：3976412