双重响应性智能器件的制备及其往返运动行为的研究
刺激响应性智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的新一代材料，是当前高新材料的一个重要发展方向，将支撑未来高新技术的发展。但是，传统意义的刺激响应性材料由于响应性、功能性过于单一，已经无法满足人们的需求;因此，多重刺激响应性、功能多样化的智能材料的发展具有巨大潜力，应用前景广阔。 如何提高智能材料的应用范围？即需要提高智能器件的多重响应性及解决现在智能材料应用中尚未解决的一些问题。刺激响应性智能器件的运动一直备受关注，因为其可应用于机器人、操控细胞、运输、药物释放、生物传感器、发电、宏观自组装等等。但是，刺激响应性的可控运动，尤其是往返运动一直是一个挑战。我们实验室已经通过H2O2响应性铂片、pH值响应性的超疏水船体的协同作用，实现了响应性器件的开-停-开运动。然而，一种驱动器只能提供一个方向上的推动力，只用这一种驱动器是很难实现器件运动方向的转变。因而，本论文将两种响应性的推动力集合到一个器件的两端，通过两种推动力的顺次产生，进而实现智能器件的往返运动过程。一个驱动力是pH值响应性推动力，其是由镁条通过与HCl反应产生氢气气泡提供的;通过Mg-HCl这一pH值响应性驱动器，调节溶液的pH值，即可实现智能器件可控的on-off-on运动过程。另一个推动力是由Pt催化H2O2发生反应产生氧气提供的;当向溶液中加入H2O2，船体另一端的Pt与H2O2发生反应产生氧气，从而推动船体向另一方向运动。本论文首次将两种互不干扰的驱动器同时集成到一个智能器件中，实现了智能器件的pH值响应往返运动过程，同时提高了智能器件的进一步应用。
智能材料;制备工艺;刺激响应性;往返运动
北京化工大学
硕士
材料工程
张瑛洧;姜平
2016
中文
TB381
73
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）