聚合物 層。
[0028]圖2顯示了實(shí)施例1中聚酰亞胺薄膜摩擦后的微溝槽。
[0029]圖3顯示了實(shí)施例1中的液晶聚合物1取向之后在偏光顯微鏡下的明暗變化，其中 (a)為聚合物膜的液晶取向方向與任一偏振片平行的照片，（b)為聚合物膜的液晶取向方向 與任一偏振片成45°夾角的照片。
[0030] 圖4是實(shí)施例1制備的復(fù)合薄膜光驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象示意圖。
[0031] 圖5是實(shí)施例1制備的復(fù)合薄膜光驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)圖片，其中（a)顯示了撤去紫外 光后，薄膜向著液晶聚合物面發(fā)生彎曲；（b)顯示在紫外光照射下，薄膜保持平整狀態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 1.聚酰亞胺基板的摩擦取向：
[0035] 選取K-125型聚酰亞胺薄膜，用砂紙沿著一個(gè)方向輕輕打磨，在聚酰亞胺表面形成 平行的微溝槽，如圖2所示。
[0036] 2.液晶復(fù)合薄膜的制備：
[0037]取適量液晶聚合物1，配制濃度為2wt%的四氫呋喃溶液，在摩擦后的聚酰亞胺薄 膜表面均勻的滴加一層，在常溫下自然干燥。然后將薄膜置于真空烘箱中于150攝氏度下退 火過(guò)夜。退火后光響應(yīng)基團(tuán)發(fā)生了取向，在偏光顯微鏡下，隨著角度的變化可以觀察到視場(chǎng) 的明暗變化，如圖3所示。
[0039] 3.光驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象：
[0040]取上述退火后的薄膜，裁剪成一定尺寸的樣條，液晶聚合物面向上。在紫外光照射 下，薄膜保持平整狀態(tài)，撤去紫外光，薄膜向著液晶聚合物面發(fā)生彎曲；再次照射紫外光，薄 膜又變成平整的狀態(tài)，撤去紫外光，薄膜向著液晶聚合物面發(fā)生彎曲；如圖3和圖4所示。如 此反復(fù)幾十次，薄膜均能發(fā)生彎曲而沒(méi)有明顯的疲勞現(xiàn)象。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042] 1.聚酯薄膜基板的摩擦取向同實(shí)施例1中聚酰亞胺薄膜的摩擦。
[0043] 2.復(fù)合薄膜的制備：
[0044]取適量聚合物2,配制濃度為2wt%的四氫呋喃溶液，在摩擦后的聚酯薄膜表面均 勻的滴加一層，在常溫下自然干燥。然后將薄膜置于真空烘箱中于80攝氏度下退火過(guò)夜。退 火后光響應(yīng)基團(tuán)發(fā)生了取向，在偏光顯微鏡下，隨著角度的變化可以觀察到視場(chǎng)的明暗變 化。改變照射紫外光照的強(qiáng)度，薄膜彎曲的程度會(huì)發(fā)生變化， 膜的原長(zhǎng)和彎曲后的長(zhǎng)度）。

[0046] 3.光驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象同實(shí)施例1。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] 1.聚乙烯醇基板的摩擦取向同實(shí)施例1中聚酰亞胺薄膜的摩擦。
[0049] 2.復(fù)合物2+3的制備：
[0050] 將化合物2和3分別溶解在四氫呋喃溶液中，配成溶液。按照吡啶基團(tuán)和碘原子1:1 的比例將兩種溶液混合，在室溫下攪拌，待溶劑揮干后，將所得固體置于真空烘箱中常溫真 空干燥，得到復(fù)合物2+3。
[0052] 3.液晶復(fù)合薄膜的制備：
[0053]取適量復(fù)合物2+3,配制濃度為2wt%的四氫呋喃溶液，在摩擦后的聚乙烯醇薄膜 表面均勻的滴加一層，在常溫下自然干燥。然后將薄膜置于真空烘箱中于液晶溫度下退火 過(guò)夜。退火后液晶發(fā)生了取向，在偏光顯微鏡下，隨著溫度的變化可以觀察到視場(chǎng)的明暗變 化。
[0054] 4.光驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象同實(shí)施例1。
[0055] 實(shí)施例4
[0056] 1.聚乙烯基板的摩擦取向同實(shí)施例1中聚酰亞胺薄膜的摩擦。
[0057] 2.液晶復(fù)合薄膜的制備方法同實(shí)施例2，只是將化合物3換為下述化合物4中的一 種，先制備復(fù)合物2+4。
[0059]取適量復(fù)合物2+4,配制濃度為2wt%的四氫呋喃溶液，在摩擦后的聚乙烯薄膜表 面均勻的滴加一層，在常溫下自然干燥。然后將薄膜置于真空烘箱中于液晶溫度下退火過(guò) 夜。退火后液晶發(fā)生了取向，在偏光顯微鏡下，隨著溫度的變化可以觀察到視場(chǎng)的明暗變 化。
[0060] 3.光驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象同實(shí)施例1。
[0061] 以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實(shí)施例。但是，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所 作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光驅(qū)動(dòng)復(fù)合材料，是由柔性基板和光響應(yīng)聚合物層組成的雙層薄膜，其中靠近 二者界面的光響應(yīng)分子按一定方向有序排列，而遠(yuǎn)離界面的光響應(yīng)分子無(wú)歸排列。2. 如權(quán)利要求1所述的光驅(qū)動(dòng)復(fù)合材料，其特征在于，所述柔性基板為有機(jī)聚合物薄 膜。3. 如權(quán)利要求2所述的光驅(qū)動(dòng)復(fù)合材料，其特征在于，所述有機(jī)聚合物薄膜選自聚酷亞 胺、聚乙締、聚氯乙締、聚乙締醇、聚丙締氯、聚四氣乙締及它們的共聚物薄膜中的一種。4. 如權(quán)利要求1所述的光驅(qū)動(dòng)復(fù)合材料，其特征在于，所述光響應(yīng)聚合物層的光響應(yīng)材 料是下列a)、b)、c)S種情況之一： a) 含有偶氮苯和/或偶氮化晚的光響應(yīng)高分子，其分子通式如下式I所示：式I中，Ri和R2各自獨(dú)立為H、C1~C6的烷基；X = O~l;m和n各自獨(dú)立為O~18的整數(shù);R3 代表烷基、烷氧基、硝基、氯基、簇基、氨基、徑基、面素、甲酸醋基、醒基或酬基； b) 含有偶氮苯和/或偶氮化晚的氨鍵超分子聚合物，W式I所示的光響應(yīng)高分子中的偶 氮化晚為氨鍵的受體； C)含有偶氮苯和/或偶氮化晚的面鍵超分子聚合物，W式I所示的光響應(yīng)高分子中的偶 氮化晚為面鍵的受體。5. 權(quán)利要求1~4任一所述光驅(qū)動(dòng)復(fù)合材料的制備方法，包括W下步驟： 1. W柔性薄膜作為基板，在其一表面形成沿一定方向的微溝槽結(jié)構(gòu)； 2) 配制光響應(yīng)材料的溶液，將其涂在具有微溝槽結(jié)構(gòu)的基板表面，得到復(fù)合薄膜； 3) 將復(fù)合薄膜熱退火，得到所述光驅(qū)動(dòng)復(fù)合材料。6. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟1)通過(guò)摩擦、刻蝕或壓印的方法在 基板的一面形成具有一定方向的微溝槽結(jié)構(gòu)，溝槽的深度在1納米~5微米。7. 如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟1)采用砂紙等對(duì)所述柔性薄膜沿一 個(gè)方向進(jìn)行摩擦，摩擦次數(shù)為1~20次，操作溫度為室溫~150°C。8. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述光響應(yīng)材料的溶液濃度在 0.1~20wt%，將該溶液涂在基板具有微溝槽結(jié)構(gòu)的表面，形成厚度為1~1000微米的光響 應(yīng)聚合物層，靠近界面的光響應(yīng)分子沿著溝槽的方向進(jìn)行排列，遠(yuǎn)離界面的分子則是無(wú)歸 排列，從而得到具有一定有序度的聚合物的復(fù)合薄膜。9. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述光響應(yīng)材料是如下所述聚 合物1或聚合物2,或者是聚合物2與面鍵供體形成的面鍵超分子聚合物，或者是聚合物2與 氨鍵供體形成的氨鍵超分子聚合物：10.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟3)將復(fù)合薄膜加熱到20~150°C進(jìn) 行熱退火。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有雙層膜結(jié)構(gòu)的光驅(qū)動(dòng)復(fù)合材料及其制備方法。由工業(yè)生產(chǎn)的高分子膜作為基板材料，通過(guò)表面打磨處理后，將光響應(yīng)性材料涂覆在摩擦后的基板表面得到具有光驅(qū)動(dòng)特性的復(fù)合薄膜。復(fù)合薄膜在一定波長(zhǎng)的光照下會(huì)發(fā)生可逆的光致形變現(xiàn)象，將光能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)而通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)就可以得到光驅(qū)動(dòng)器件。該光驅(qū)動(dòng)復(fù)合材料制備簡(jiǎn)單快捷，基板原料易得，能夠進(jìn)行大面積的制備，適用范圍廣，在人工肌肉、微流體控制、新能源、能量轉(zhuǎn)換與器件等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。
【IPC分類】B32B3/28, B32B27/06, C09K19/54, B32B37/02, B32B37/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105500857
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510959049
【發(fā)明人】于海峰, 李曉, 馬樹(shù)燈, 王文忠
【申請(qǐng)人】北京大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日