形状可预设的光学/驱动响应薄膜的构筑及性能研究

发布时间：2021-05-06 07:34

　　智能响应材料能够在外部刺激时可逆地改变结构、颜色、形状等物理化学性质。其中对水分敏感的驱动器由于其易制备和可操控性备受关注。目前水响应的驱动器大多数只能进行简单的位移或变形,并不能进行形状预设从而产生较为复杂的运动。进行形状可预设驱动器的研究对于实现复杂动作的精确调控至关重要。在这项工作中,我们利用纤维素纳米晶体（CNCs）自发形成的手性向列结构作为模板,制备了含有苯酚-甲醛树脂（PFR）和氧化石墨烯（GO）的新型单层驱动器材料。所制备的多孔复合PFR/GO（PG）薄膜中,GO从上表面到下表面呈现不对称分布。在加湿/除湿条件下,PG薄膜在表现出颜色变化的同时,也表现出驱动响应特性。特别是通过一定条件下的醛处理,PG薄膜可以被预设成各种所需的形状,从而能够产生复杂的驱动响应。另外实验证明,特别是用甲醛处理的预设形状PG薄膜,在经过多次的润湿/干燥循环后仍能显示出良好的形状恢复能力。在综合各种实验的基础上,我们也给出了PG薄膜通过醛处理可预设形状的机理模型。我们也利用PG薄膜的醛处理,设计了几种具有特定形状的驱动器,展现了较为复杂的动作响应。该驱动材料的制备为实现复杂的光学/驱动智能响应具... 

【文章来源】：齐鲁工业大学山东省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 纳米纤维素的来源及制备
        1.2.1 酸水解
        1.2.2 机械处理
        1.2.3 氧化方法
        1.2.4 酶水解
        1.2.5 离子液体处理
        1.2.6 亚临界水水解
        1.2.7 组合方法
    1.3 纳米纤维素的性质及应用
        1.3.1 纳米纤维素的结构色及其应用
        1.3.2 纳米纤维素作为模板制备介孔聚合物
    1.4 驱动器的发展
        1.4.1 水分刺激响应的驱动器
        1.4.2 形状可控的驱动器
    1.5 论文的研究意义与内容
第2章 PGC的复合薄膜的制备与性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验仪器
        2.2.1 主要实验试剂和仪器
    2.3 实验方法与步骤
        2.3.1 CNCs悬浮液的制备
        2.3.2 酚醛树脂前驱体的制备
        2.3.3 GO分散液的制备
        2.3.4 PGC薄膜的制备
    2.4 样品的表征方法和手段
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 PGC薄膜的制备及光学性质
        2.5.2 PGC薄膜的结构特征
    2.6 本章小结
第3章 手性微孔薄膜的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验仪器
        3.2.1 主要实验试剂和仪器
    3.3 实验方法与步骤
        3.3.1 PG薄膜的制备
    3.4 样品的表征方法和手段
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 PG薄膜的制备及光学特征
        3.5.2 PG薄膜的结构特征
        3.5.3 PG薄膜的孔径及水响应性
    3.6 本章小结
第4章 具有预定形状的光子驱动器
    4.1 引言
    4.2 实验仪器
        4.2.1 主要实验试剂和仪器
    4.3 实验方法与步骤
        4.3.1 形状预设薄膜的制备
    4.4 样品的表征方法与手段
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 甲醛预定形状的驱动器
        4.5.2 多种预设形状的驱动器
        4.5.3 驱动器的可循环性测试
        4.5.4 醛进行预设形状的机理
        4.5.5 预设形状驱动器的应用
    4.6 本章小结
第5章 结论与创新点
    5.1 结论与创新点
参考文献
致谢
硕士期间研究成果



本文编号：3171523