利用電場響應(yīng)性水凝膠在電場作用下彎曲,可將其作為仿肌肉驅(qū)動器。然而,傳統(tǒng)水凝膠響應(yīng)速度慢、力學(xué)性能差,且報道的凝膠大多為塊狀、條狀或片狀,在制造人工肌肉驅(qū)動器時缺乏靈活性,從而極大地限制了其實際應(yīng)用。基于上述問題,研究者們做了許多工作并取得了很大進展。在凝膠網(wǎng)絡(luò)中摻雜石墨烯等電性能優(yōu)異的添加劑,或者縮小凝膠尺寸制成凝膠纖維等均可提高凝膠的電場響應(yīng)速度;而引入無機粘土作為交聯(lián)劑形成納米復(fù)合水凝膠可以增強凝膠的力學(xué)性能,但兼具快速電場響應(yīng)性和優(yōu)異力學(xué)性能的凝膠纖維目前還很少報道。微流體紡絲是近年來新出現(xiàn)的一種制備連續(xù)微米級凝膠纖維的有效手段,即紡絲原液在微流體芯片的微通道中流動而不接觸微通道內(nèi)壁,在微通道出口經(jīng)物理或化學(xué)交聯(lián)或固化成連續(xù)的纖維。目前報道的微流體紡絲多以聚合物溶液為紡絲原液,纖維的成型依賴于相分離或離子交聯(lián),導(dǎo)致形成的凝膠纖維力學(xué)性能較差;而少數(shù)從單體出發(fā)制備凝膠纖維的報道中,單體的聚合方式均是通過紫外光引發(fā)聚合反應(yīng),并不適合石墨烯摻雜或無機粘土交聯(lián)的納米復(fù)合凝膠的制備,因而具有一定的局限性。本論文以N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）為模型單體,建立一種基于微流體即時紡絲（on... 

【文章來源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

聚陰離子型水凝膠在非接觸直流電場作用下的彎曲機理示意圖

4圖 1-2 人工爬蟲在電場作用下運動Figure 1-2 The motion of gel looper in an electric fiel]用 4 根 PVA/PAA 凝膠手指做成的機械手在 Ng 的鵪鶉蛋（圖 1-3a），而具有該凝膠尾巴的人/s 的速度游動（圖 1-3b）。

）由 4 根凝膠手指做成的機械手在電場作用下抓取鵪鶉蛋；（b）以凝膠巴的人工魚在交流電場作用下游動1-3 (a) Robot hand having four smart hydrogel fingers which can hold a electric field; (b) artificial fish with a tail of hydrogel film which can swielectric fieldg[35]等利用 P(AMPS-co-AM)水凝膠在反復(fù)“開/關(guān)”電刺激下可展的特性實現(xiàn)了水凝膠的單向“行走”功能，他們將圓弧狀的齒的粗糙表面上，置于 NaCl 溶液中，外加電場循環(huán)開關(guān)，水復(fù)地彎曲-伸展運動從而實現(xiàn)單向行走，且可攜帶重量為自身（圖 1-4）。


本文編號：3293910