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溶剂型驱动材料能借助空气中微小的湿度变化或溶剂气氛的变化实现化学能转化成机械能,并在机器人、人造肌肉等方面的应用而广受关注。目前的智能驱动材料多为双层结构,存在反复驱动过程中容易磨损,驱动效率低,功能性较少等问题。本论文结合光子晶体特殊的光调控性,将光子晶体与聚离子液体水凝胶结合,发展制备了一种新型的Janus结构反蛋白石结构驱动器聚(离子液体-共聚-甲基丙烯酸甲酯)。主要研究内容如下:1.Janus反蛋白石结构聚(离子液体-共聚-甲基丙烯酸甲酯)驱动器制备。将离子液体单体、甲基丙烯酸甲酯及引发剂的溶液填充到蛋白石结构光子晶体模板间隙,通过光照聚合然后去除模板的方法,制备得到具有Janus结构的反蛋白石结构驱动器。该样品具有几何结构和化学组成的双重Janus性。几何结构Janus性是指样品的一面为较平滑的大孔结构,另一面是较粗糙的小孔结构;化学组成Janus性是指样品的一面富含较多亲水性聚离子液体,而另一面富含较多疏水性聚甲基丙烯酸甲酯。2.Janus反蛋白石结构聚(离子液体-共聚-甲基丙烯酸甲酯)驱动器的形成机理。几何结构Janus性的形成是由于沿厚度方向的紫外光强梯度引起的聚合填充量不同,光强的地方引起更多单体的聚合及填充,导致形成大孔结构;而光弱的地方引起更少单体的聚合及填充,形成小孔结构。化学Janus性是由于离子液体和甲基丙烯酸甲酯单体在甲醇体系的不同聚合性所引起。实验发现,离子液体在甲醇体系具有较甲基丙烯酸甲酯更优异的聚合性能。在紫外光照聚合过程中,甲醇浓度会在厚度方向形成由大到小的梯度分布,甲醇浓度高的地方离子液体聚合性好,甲醇浓度低的地方甲基丙烯酸甲酯聚合性好。最终导致聚离子液体含量随厚度方向逐渐减少,而聚甲基丙烯酸甲酯含量随厚度方向逐渐增加。3.聚离子液体Janus驱动器的驱动性能。文中仔细考察了溶剂组成,离子液体含量,孔尺寸大小等对驱动性能,包括弯曲角度、曲率、驱动速率等的影响。研究了样品的可逆的驱动性能,并研究了驱动过程中光子晶体的结构色彩及光谱带隙的变化。文章还研究了利用其驱动性能实现重物输运,及转动轴承等。