本发明涉及新型复合材料，尤其涉及一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料及其制备方法。
背景技术：
1、水凝胶驱动材料基于外界刺激变化可呈现形状上的改变，可基于结构设计实现复杂驱动行为，有望应用于智能阀门、人工肌肉及智能机器人等领域。水凝胶驱动材料在各种刺激(温度、ph、离子强度、磁场、光等)下可实现单/多重响应驱动，采用构造各向异性结构(层状结构、梯度结构、取向结构)的方法，基于可编程的结构设计可实现水凝胶驱动材料更复杂多变的驱动行为。
2、近年来，有研究者从制备结构出发，采用光掩模法制备各种条纹的初始形状，从而实现图案相对应的形状变化目前水凝胶驱动材料的复杂驱动主要为单一的驱动模式(即驱动材料结构设计相对应的驱动模式只有一种)，难以实现同一驱动材料具有各种复杂多变的驱动行为，而且可编程水凝胶驱动材料的驱动行为依赖初始网络结构，需要大量的时间操作。
3、chen等人(lu h et al.,2020)将形状记忆水凝胶与驱动水凝胶相结合制备得到的水凝胶驱动材料能够实现双功能协同作用，在各种初始形状下基于驱动水凝胶进行驱动，但存在形状记忆水凝胶模量较低，其固定率有待提升，且操作条件复杂，初始形状的可控性较差等问题。
4、因此有必要研究出一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料及其制备方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，解决现有形状记忆水凝胶模量较低及固定率不高的问题。
2、本发明一方面提供一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，包括以下步骤：往聚氨酯表面涂抹胶水，再将纤维素基材料置于uv胶水按压粘贴固定，后将刺激响应水凝胶预聚液置于纤维素基材料上方的模具内聚合成胶，获得形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料。
3、优选地，纤维素基材料为云柔纱或餐巾纸。
4、优选地，聚氨酯通过以下方法制备而得：称取5g聚己内酯二醇置于100℃真空干燥箱熔融后，依次加入10ml乙酸丁酯溶剂、734μl六亚甲基二异氰酸酯、156μl聚六亚甲基二异氰酸酯和25μl二月桂酸二丁基锡搅拌充分混匀，后铺倒至盖有硅橡胶模具铝片上，并于60℃的烘箱中固化2h，在80℃的真空干燥箱中干燥6h。
5、优选地，刺激响应水凝胶为光热响应水凝胶或ph响应水凝胶。
6、优选地，ph响应水凝胶预聚液由85mg丙烯酰胺、15mg甲基丙烯酸钠、5mg甲叉双丙烯酰胺溶于1ml去离子水中，后置于低温条件下加入4μl四甲基乙二胺和40μl质量分数为4wt％的过硫酸铵溶液搅拌均匀获得。
7、优选地，光热响应水凝胶预聚液由100mg n-异丙基丙烯酰胺、5mg甲叉双丙烯酰胺、300μl质量分数为10wt％的mxene水溶液、700μl质量分数为2wt％的纳米粘土xls混合后置于低温，再依次加入4μl四甲基乙二胺和40μl重量分数为4wt％的过硫酸铵溶液迅速搅拌均匀后获得。
8、优选地，聚合时间为6h，聚合温度为4℃。
9、本发明另一方面提供一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料。
10、采用本发明所提供的一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，以聚氨酯smp作为形状记忆层，利用纤维素基材料及紫外固化uv胶水将刺激响应复合水凝胶与聚氨酯结合形成双层结构驱动材料，方法简易，过程可控。利用本方法所制备的双层结构驱动材料一方面可设计具有高固定率的多种临始形状驱动器，从而实现同一驱动器具有多种驱动模式；另一方面具有各种初始形状的驱动器在不触发聚氨酯临界温度条件下进行可逆驱动，并基于驱动层的刺激响应机制实现光热响应或ph响应，最终实现优异的形状记忆-刺激响应驱动双功能协同。
11、进一步地，利用本方法所制备的双层结构驱动材料具有高固定率和回复力，远程驱动能力强，解决形状记忆水凝胶模量较低，导致其固定率较低及初始形状的可控性较差的问题。进一步地，利用该方法制备的形状记忆/ph响应双功能协同仿生驱动材料，在不同ph下驱动能力，实现形状记忆/ph响应双功能协同驱动，解决聚氨酯smp响应温度较低，光热不易控制导致应用范围局限的问题。
1.一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：往聚氨酯表面涂抹胶水，再将纤维素基材料置于uv胶水按压粘贴固定，后将刺激响应水凝胶预聚液置于纤维素基材料上方的模具内聚合成胶，获得形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料。
2.根据权利要求1所述的一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素基材料为云柔纱或餐巾纸。
3.根据权利要求1所述的一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯通过以下方法制备而得：称取5g聚己内酯二醇置于100℃真空干燥箱熔融后，依次加入10ml乙酸丁酯溶剂、734μl六亚甲基二异氰酸酯、156μl聚六亚甲基二异氰酸酯和25μl二月桂酸二丁基锡搅拌充分混匀，后铺倒至盖有硅橡胶模具铝片上，并于60℃的烘箱中固化2h，在80℃的真空干燥箱中干燥6h。
4.根据权利要求1所述的一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，其特征在于，所述刺激响应水凝胶为光热响应水凝胶或ph响应水凝胶。
5.根据权利要求4所述的一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，其特征在于，所述ph响应水凝胶预聚液由85mg丙烯酰胺、15mg甲基丙烯酸钠、5mg甲叉双丙烯酰胺溶于1ml去离子水中，后置于低温条件下加入4μl四甲基乙二胺和40μl质量分数为4wt％的过硫酸铵溶液搅拌均匀获得。
6.据权利要求4所述的一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，其特征在于，所述光热响应水凝胶预聚液由100mg n-异丙基丙烯酰胺、5mg甲叉双丙烯酰胺、300μl质量分数为10wt％的mxene水溶液、700μl质量分数为2wt％的纳米粘土xls混合后置于低温，再依次加入4μl四甲基乙二胺和40μl重量分数为4wt％的过硫酸铵溶液迅速搅拌均匀后获得。
7.根据权利要求1所述的一种形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料的制备方法，其特征在于，聚合时间为6h，聚合温度为4℃。
8.一种根据权利要求1至7任一项的方法制备的形状记忆高分子/刺激响应水凝胶双功能协同仿生驱动材料。
