一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达及其制备方法与流程

文档序号:12707734阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将氧化石墨烯纳米片加入去离子水中,冰浴条件下超声分散,得到分散均匀的氧化石墨烯分散液;

(2)将乳化剂加入得到的氧化石墨烯分散液中,超声分散均匀;再加入水凝胶单体、交联剂和引发剂,超声振荡均匀,通氮气除氧,得到作为水包油乳液的水相;

(3)以低沸点、不溶于水的有机溶剂作为油相,加入得到的水包油乳液的水相中,乳化,得到水包油型乳液;

(4)在得到的水包油型乳液中加入催化剂,搅拌混合均匀,再置于与马达形状相对应的模具中密封,低温下保温,得到所述红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达。

2.根据权利要求1所述的一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述氧化石墨烯纳米片通过包括Brodie法、Staudenmaier法的氧化还原法,或通过改进后的Hummers法制备得到;所述超声分散的时间为2小时以上;所述氧化石墨烯分散液的浓度为2 mg/mL ~12 mg/mL。

3.根据权利要求1所述的一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述乳化剂为水包油型乳化剂,包括吐温80、吐温60,或为吐温80用量的10 %的司盘与吐温80的复配乳化剂;所述乳化剂的用量相对于去离子水的体积分数为0.2% ~ 1.5%;所述超声分散的时间为5~10min。

4.根据权利要求1所述的一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述水凝胶单体为水溶性的单体,包括丙烯酰胺、丙烯酸和异丙基丙烯酰胺中的一种以上,水凝胶单体相对于去离子水的质量分数为5 wt% ~ 25 wt%。

5.根据权利要求1所述的一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述交联剂为化学交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺,交联剂相对于水凝胶单体的质量分数为0.01 wt% ~ 0.20 wt%;所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵,引发剂相对于水凝胶单体的质量分数为3wt%~10 wt%;所述超声振荡的时间为1~2 min 。

6.根据权利要求1所述的一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述低沸点、不溶于水的有机溶剂包括环戊烷;所述低沸点、不溶于水的有机溶剂与水包油乳液的水相的体积比为1:1~1:3;所述乳化是通过高速剪切机在8000 ~ 12000 r/min下剪切搅拌5 ~ 10 min。

7.根据权利要求1所述的一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述催化剂为N,N,N',N'-四甲基乙二胺,催化剂相对于水凝胶单体的质量分数为0.5 wt%~3 wt%;所述低温下保温是在5℃下保温10~30小时。

8.由权利要求1~7任一项所述制备方法制得的一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达,其特征在于,为是自携燃料式的红外激光驱动的水凝胶马达,氧化石墨烯以及低沸点、不溶于水的有机溶剂被封装存储在马达的凝胶基体内,在红外光的作用下,氧化石墨烯发生光热转换,产生的热量使得存储于马达内的低沸点、不溶于水的有机溶剂以气泡的形式喷射,从而驱动马达运动。

9.权利要求8所述的一种红外激光驱动的石墨烯基水凝胶马达,其特征在于,具有运动可调控性,通过改变红外光的照射位置,轻易地改变马达的运动方向;通过加强或减弱红外光的照射强度实现马达的加速或减速。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1