多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的制动器专利检索-多层制动器驱动系统专利检索查询-专利查询网

多刺激响应的 致动器的制作方法及多刺激响应的制动器

阅读：460发布：2020-05-14

专利汇可以提供多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的制动器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的制动器。该方法包括提供发热层；在所述发热层上形成包括有机/无机杂化钙钛矿材料的致动层；在致动层上形成间隔设置的第一电极及第二电极。依据该制作方法制成的多刺激响应的致动器能够适应于快速响应、变形量大的致动器。，下面是多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的制动器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
在发热层上形成包括有机/无机杂化钙钛矿材料的致动层；
在所述致动层上形成间隔设置的第一电极及第二电极。
2.如权利要求1所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：该方法还包括在基底上形成牺牲层，所述发热层形成于所述牺牲层上。
3.如权利要求2所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：所述发热层由包括氧化石墨烯及碳纳米管中的一种或者二者的复合体材料制成。
4.如权利要求2所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：在包括有机/无机杂化钙钛矿材料的所述致动层中，所述有机/无机杂化钙钛矿以APbX3表示，其中A基团为CH3NH3+、Cs+、NH＝CHNH3+中的一种或几种，X基团为Cl、Br、I中的一种或几种，AX基团与PbX2基团的比为1:1-5:1。
5.如权利要求4所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：该方法还包括：
配置有机/无机杂化钙钛矿前驱体溶液，将该前驱体溶液涂覆于所述发热层上，在所述发热层上形成含有有机/无机杂化钙钛矿材料的所述致动层。
6.如权利要求4所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：该方法还包括将所述基底及所述牺牲层与所述发热层及致动层分离。
7.如权利要求4所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：在形成包括有机/无机杂化钙钛矿材料的致动层时，该方法还包括：
在所述发热层上形成有机/无机杂化钙钛矿晶种；
在形成有所述有机/无机杂化钙钛矿晶种的发热层上形成含有有机/无机杂化钙钛矿的所述致动层。
8.如权利要求7所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：
将有机/无机杂化钙钛矿材料溶于反溶剂内，并将溶有有机/无机杂化钙钛矿材料的反溶剂滴涂于所述发热层上；
对滴涂有含有机/无机杂化钙钛矿材料的反溶剂的所述发热层进行加热处理，在所述发热层上形成所述有机/无机杂化钙钛矿晶种；
将形成有机/无机杂化钙钛矿晶种的所述发热层浸入配置好的有机/无机杂化钙钛矿前驱体溶液内，在所述发热层上形成包含有机/无机杂化钙钛矿材料的所述致动层。
9.如权利要求8所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：所述反溶剂包括异丙醇、氯苯、乙酸乙酯、甲苯中的一种或多种。
10.如权利要求8所述的多刺激响应的致动器的制作方法，其特征在于：该方法还包括，在所述发热层上形成有机/无机杂化钙钛矿晶种的步骤前，或在形成有所述有机/无机杂化钙钛矿晶种的发热层上形成含有有机/无机杂化钙钛矿的所述致动层的步骤后，将所述基底及所述牺牲层与所述发热层分离。
11.一种多刺激响应的致动器，其特征在于：包括发热层、致动层、第一电极及第二电极，所述致动层形成于所述发热层上，所述第一电极及第二电极间隔设置于所述致动层上，所述致动层的制备材料包括有机/无机杂化钙钛矿材料。
12.如权利要求11所述的多刺激响应的致动器，其特征在于：所述致动层呈条形，多个条形的所述致动层间隔设置于所述发热层上，每一致动层上均设置有第一电极及第二电极。
13.如权利要求12所述的多刺激响应的致动器，其特征在于：多个所条形的所述致动层平行设置。
14.如权利要求11或12所述的多刺激响应的致动器，其特征在于：所述第一电极及所述第二电极均包括结合层及电极层，所述结合层形成于所述致动层上，所述电极层形成于所述结合层上。
15.如权利要求11或12所述的多刺激响应的致动器，其特征在于：所述第一电极及所述第二电极均为叉指电极，所述第一电极及所述第二电极中的叉指交错且间隔设置。
16.如权利要求15所述的多刺激响应的致动器，其特征在于：每一所述第一电极及所述第二电极形成一电极单元，多个所述电极单元阵列布设于所述致动层上。

说明书全文

多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的制动器

技术领域

[0001] 本发明涉及致动器技术领域，尤其是一种多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的制动器。

背景技术

[0002] 致动器(actuator)是一种能将外部光、热、电、磁等形式的刺激信号转化为位移响应或者机械输出的器件，由于优异的智能机械响应特性，它在科学研究以及工程应用领域都有重要的研究价值，例如仿生机器人、人造肌肉、感应开关等。目前的新型致动器件主要由碳纳米材料、贵金属纳米粒子、聚合物致动材料组成，但是纯纳米碳基致动器件致动应变小，耦合效率低，设计制备大变形的形状记忆聚合物材料使制备工艺变得十分复杂，严重影响了这类致动器件的大面积推广。而基于纳米碳材料与聚合物层状复合体系的致动器件虽然可以实现弯曲、扭曲等多种变形形式，也可以应用到仿生机械手臂、爬行机器人等领域。但是，由于聚合物通常是由有机分子长链组成，呈一定疏水特性，碳材料表面较光滑或者含有亲水基团，因而界面粘附性较差聚合物和碳材料之间的粘附力比较小，易于发生剥离，器件的可靠性较低。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明提供了一种多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的制动器，依据该制作方法制成的多刺激响应的致动器能够适应于快速响应、变形量大的致动器。

[0004] 本发明提供了一种多刺激响应的致动器的制作方法，该方法包括如下步骤：

[0005] 在发热层上形成包括有机/无机杂化钙钛矿材料的致动层；

[0006] 在所述致动层上形成间隔设置的第一电极及第二电极。

[0007] 进一步地，该方法还包括在基底上形成牺牲层，所述发热层形成于所述牺牲层上。

[0008] 进一步地，所述发热层由包括氧化石墨烯及碳纳米管中的一种或者二者的复合体材料制成。

[0009] 进一步地，在包括有机/无机杂化钙钛矿材料的所述致动层中，所述有机/无机杂化钙钛矿以APbX3表示，其中A基团为CH3NH3+、Cs+、NH＝CHNH3+中的一种或几种，X基团为Cl、Br、I中的一种或几种，AX基团与PbX2基团的比为1:1-5:1。

[0010] 进一步地，该方法还包括：配置有机/无机杂化钙钛矿前驱体溶液，将该前驱体溶液涂覆于所述发热层上，在所述发热层上形成含有有机/无机杂化钙钛矿材料的所述致动层。

[0011] 进一步地，该方法还包括将所述基底及所述牺牲层与所述发热层及致动层分离。

[0012] 进一步地，在形成包括有机/无机杂化钙钛矿材料的致动层时，该方法还包括：

[0013] 在所述发热层上形成有机/无机杂化钙钛矿晶种；

[0014] 在形成有所述有机/无机杂化钙钛矿晶种的发热层上形成含有有机/无机杂化钙钛矿的所述致动层。

[0015] 进一步地，将有机/无机杂化钙钛矿材料溶于反溶剂内，并将该溶有有机/无机杂化钙钛矿材料的反溶剂滴涂于所述发热层上；

[0016] 对滴涂有含有机/无机杂化钙钛矿材料的反溶剂的所述发热层进行加热处理，在所述发热层上形成所述有机/无机杂化钙钛矿晶种；

[0017] 将形成有机/无机杂化钙钛矿晶种的所述发热层浸入配置好的有机/无机杂化钙钛矿前驱体溶液内，在所述发热层上形成包含有机/无机杂化钙钛矿材料的所述致动层。

[0018] 进一步地，所述反溶剂包括异丙醇、氯苯、乙酸乙酯、甲苯中的一种或多种。

[0019] 进一步地，该方法还包括，在所述发热层上形成有机/无机杂化钙钛矿晶种的步骤前，或在形成有所述有机/无机杂化钙钛矿晶种的发热层上形成含有有机/无机杂化钙钛矿的所述致动层的步骤后，将所述基底及所述牺牲层与所述发热层分离。

[0020] 本发明还提供了一种多刺激响应的致动器，包括发热层、致动层、第一电极及第二电极，所述致动层形成于所述发热层上，所述第一电极及第二电极间隔设置于所述致动层上，所述致动层的制备材料包括有机/无机杂化钙钛矿材料。

[0021] 进一步地，所述致动层呈条形，多个条形的所述致动层间隔设置于所述发热层上，每一致动层上均设置有第一电极及第二电极。

[0022] 进一步地，多个条形的所述致动层平行设置。

[0023] 进一步地，所述第一电极及所述第二电极均包括结合层及电极层，所述结合层形成于所述致动层上，所述电极层形成于所述结合层上。

[0024] 进一步地，所述第一电极及所述第二电极均为叉指电极，所述第一电极及所述第二电极中的叉指交错且间隔设置。

[0025] 进一步地，每一所述第一电极及所述第二电极形成一电极单元，多个所述电机单元阵列布设于所述致动层上。

[0026] 综上所述，本发明相比传统致动器件，采用具有光电活性的有机/无机杂化钙钛矿材料作为致动层，由于致动层为由钙钛矿材料制成的致动层，而钙钛矿材料在结构相转变点的热膨胀系数高达263.5×10-6K-1，这远远高于常规聚合物的热膨胀系数，钙钛矿材料受热晶格膨胀，能够引起较强的致动性能，因而能够适用于快速响应、大变形的智能致动器件。同时，在钙钛矿层沉积电极，实现了致动性能与光电检测的功能集成。

[0027] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

[0028] 图1至图5所示为本发明第一实施例提供的多刺激响应的致动器的制作方法中各步骤对应的结构示意图。

[0029] 图6至图9所示为本发明第二实施例提供的多刺激响应的致动器的制作方法中各步骤的对应结构示意图。

[0030] 图10至图11所示为本发明第三实施例提供的多刺激响应的致动器的制作方法对应的结构示意图。

具体实施方式

[0031] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。

[0032] 本发明提供了一种多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的致动器，依据该制作方法制成的多刺激响应的致动器能够适应于快速响应、变形量大的致动器。

[0033] 图1至图5所示为本发明第一实施例提供的多刺激响应的致动器的制作方法中各步骤的对应的结构示意图。需要说明的是，为了便于表示，图1至图4仅为图5中IV-IV方向的截面结构示意图。如图1至图5所示，本发明第一实施例提供的多刺激响应的致动器的制作方法包含如下步骤：

[0034] S101：提供一基底10，并在基底10上制备牺牲层20。(见图1)

[0035] 上述的基底10可以为玻璃片、硅片等硬质材料制成的平整的硬质基底10，以便于后续各层的涂覆提供一平整的平台。

[0036] 上述的牺牲层20的材质可以包括聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯等聚合物材料中的一种或多种，该牺牲层20材料可以在后续步骤中通过浸入溶解液以实现基底10及牺牲层20与其余各层的剥离。

[0037] 具体地，牺牲层20的浓度可以为50mg/ml-150mg/ml的聚合物溶液，通过旋涂的方式制备在基底10上，其厚度为0.1～1μm。需要注意的是，牺牲层20的浓度需要有一定的控制，浓度太低则难以在后续步骤中实现与其余各膜层的剥离，浓度太高则会引起溶解液化学组成的急剧变化。

[0038] 为了便于后续膜层能够较为容易地制作在牺牲层20上，在制作牺牲层20后，该方法还需要通过等离子体清洗等方式对牺牲层20远离基板一侧的表面进行亲水化处理，以在其表面引入-OH等基团，提高牺牲层20表面的润湿性。该处理的时间为5-300s，处理时间太短，牺牲层20表面润湿效果依然较差，处理时间太长，则会对牺牲层20造成破坏。

[0039] S102：在上述牺牲层20表面上制作发热层30。(见图2)

[0040] 在本实施例中，发热层30可以由包括氧化石墨烯及碳纳米管中的一种或者二者的复合体材料制成。由于氧化石墨烯材料具有较好的润湿性特性，优选地，发热层30可以由氧化石墨烯材料制成，氧化石墨烯在目前所有碳材料中的热膨胀系数最低，能与钙钛矿形成很好的匹配。

[0041] 在制作发热层30时，可以先将含有发热层30材料的溶液进行超声分散后，通过刮涂的方式形成于牺牲层20上，然后再经过干燥处理形成。其干燥处理的温度为50-120℃，温度太低，溶剂挥发时间太慢，温度太高，干燥速度加快会引起发热层30的材料不可控的聚集。发热层30的厚度可以为1-3μm，太薄则难以形成完成薄膜，太厚则薄膜内部缺陷太多，脆性较大。

[0042] S103：配置有机/无机杂化钙钛矿前驱体溶液，并将该溶液涂覆于上述发热层30上，以形成致动层40。(见图3)

[0043] 在本实施例中，有机/无机杂化钙钛矿的分子式可用APbX3表示，其中A基团为+ + +CH3NH3、Cs 、NH＝CHNH3中的一种或几种，X基团为Cl、Br、I等卤素原子中的一种或几种。其中，有机/无机杂化钙钛矿前驱体溶液中AX基团与PbX2基团的比为1:1-5:1，将上述组分的基团溶于二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丁内酯中的一种或几种混合的极性溶剂中，使AX基团与PbX2基团在极性溶液中的总的质量分数为10-60％。质量分数浓度太低无法形成完整的钙钛矿薄膜，而浓度太高溶质无法溶解完全。将配置好的前驱体溶液通过旋涂或刮涂的方式，涂覆于发热层30上，然后再对其进行加热处理，使溶剂挥发，以在发热层30上形成有机/无机杂化钙钛矿材料制成的致动层40。

[0044] 在本实施例中，加热处理的温度为80-110℃，以保证结晶更加完全。加热处理的时间为5-20min，热处理时间太短，钙钛矿结晶不完全，热处理时间太长，钙钛矿会发生部分分解。致动层40的厚度为0.2-1μm，以匹配发热层30的厚度，使器件的制动效果达到最大化。

[0045] 在本实施例中，上述致动层40的制作方法，在发热层30上形成的有机/无机杂化钙钛矿膜层为多晶结构膜层，该形成方法步骤简单。

[0046] S104：将基底10及牺牲层20与发热层30分离，以形成发热层30及致动层40的复合层。(见图4)

[0047] 具体地，将形成有致动层40的基底10浸入溶解液中，使基底10及牺牲层20与发热层30分离，然后将发热层30及致动层40的复合层取出，并进行烘干处理。

[0048] 在本实施例中，溶解液为氯苯、甲苯、三氯甲烷、二氯甲烷等有机溶液，其浸入时间为6-12h，时间太短，牺牲层20没有完全破坏，无法实现对上层薄膜的完整剥离；时间太长渗入的水汽会引起钙钛矿薄膜的分解。发热层30及致动层40复合层的烘干温度为50-100℃，温度太低溶剂挥发速度太慢，温度太高钙钛矿薄膜会发生分解)的热台上烘干溶剂。

[0049] 也即，在本实施例中，为了在发热层30上实现多晶结构的有机/无机杂化钙钛矿膜层，其先通过涂覆前驱体溶液及加热挥发溶剂的方式，在发热层30上形成致动层40，然后在去除基底10及牺牲层20。

[0050] S105：在得到的发热层30及致动层40复合层上形成第一电极51及第二电极52，第一电极51及第二电极52间隔地设置于致动层40远离发热层30一侧的表面上，以完成多刺激响应的制动器。(见图5)

[0051] 在本实施例中，在制作第一电极51及第二电极52时，均可以先通过热蒸发的方式，沉积一层结合层53，然后再在结合层53上蒸镀电极层54，通过结合层53增强电极层54的接触。也即，第一电极51层及第二电极52层包括结合层53及电极层54，结合层53形成于致动层40上，电极层54形成于结合层53上。

[0052] 结合层53为由铬金属形成的结合层53，其厚度为5-20nm，结合层53厚度太厚会影响电流的传输，结合层53太薄则无法发挥增强接触的作用。电极层54为由银、金、铝或铜等材料制成的电极层54，其厚度为80-300nm，电极层54的厚度太薄会影响电极导电性，太厚则会增加器件的制造成本。

[0053] 优选地，第一电极51及第二电极52均为叉指电极，以提高传感器的集成度和灵敏度。第一电极51及第二电极52中的叉指交错且间隔设置。

[0054] 在本实施例中，每一第一电极51及第二电极52组成一电极单元50，多个电极单元50呈阵列布设于致动层40上，每一电极单元50可作为一个单点像素点，以使整个多刺激响应的制动器实现成像功能。

[0055] 在本实施例提供的多刺激响应的致动器中，当发热层30受到温度和/或红外光的影响时，发热层30会产生热量，发热层30产生的热量会传递至致动层40，这会引起致动层40的膨胀及发热层30的收缩。在具有光电功能特性的致动层40上引入第一电极51及第二电极52，构建光电探测器件，继而实现驱动器运动过程中的光电信号探测、检测等功能。

[0056] 本发明相比传统致动器件，采用具有光电活性的有机/无机杂化钙钛矿材料作为致动层40，由于致动层40为由钙钛矿材料制成的致动层40，而钙钛矿材料在结构相转变点的热膨胀系数高达263.5×10-6K-1，这远远高于常规聚合物的热膨胀系数，钙钛矿材料受热晶格膨胀，能够引起较强的致动性能，因而能够适用于快速响应、大变形的智能致动器件。同时，在钙钛矿层沉积电极，实现了致动性能与光电检测的功能集成。

[0057] 以下以具体实施例来描述第一实施例的制作方法：

[0058] 方法1：将浓度为200mg/ml聚苯乙烯溶液通过旋转涂覆的方式制备在玻璃材质的基底10上面，聚合物牺牲层20的厚度为500nm。然后将涂有聚苯乙烯牺牲层20的基底置于等离子体清洗机中处理10s，然后将其迅速的取出。涂覆前将市售氧化石墨烯分散液超声分散20分钟，然后采用刮涂的方式制备1μm的氧化石墨烯光致发热薄膜。然后将其置于热台上进行干燥处理，热处理温度为80℃，使溶剂挥发完全，以形成发热层30。取289mg的CH3NH3I和
100mg的PbI2溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，溶液中溶质的质量分数为40％，配置成有机/无机杂化钙钛矿前驱体溶液，70℃下搅拌3h充分溶解。然后将前驱体溶液通过溶液旋涂或刮涂的方式，涂覆在发热层30的表面，然后将其转移到温度为100℃的热台上热处理5分钟，进行溶剂的挥发以及钙钛矿晶体薄膜的生长，控制薄膜的厚度在0.5μm，得到多晶的有机/无机杂化钙钛矿组成的致动层40。然后将完成致动层40制作的基底10浸入注有氯苯的容器中，浸泡时间12h，获得完整的发热层30及致动层40的复合层，然后将其取出，置于70℃的热台上烘干溶剂。然后将其转移至真空热蒸发腔室，采用图案化的叉指电极金属掩模，先后沉积5nm厚的铬材质结合层53和200nm厚的金材质电极层54，以形成多刺激响应的致动器，将所得到的致动器切割成长宽为4cm×2cm的机械手臂，可以在日光灯的辐照下可展开，停止辐照则回归卷曲状态。所制得的机械臂上的致动器能够针对光源的强度和距离进行准确的识别，能够实现对光源位置的捕捉和实时跟随，在诸多场合可有实现应用。

[0059] 方法2：将浓度为100mg/ml聚苯乙烯溶液通过旋转涂覆的方式制备在玻璃基底10上面，聚合物牺牲层20的厚度为300nm。然后将涂有聚苯乙烯牺牲层20的基底置于等离子体清洗机中处理5s。然后将其迅速的取出。涂覆前将市售氧化石墨烯分散液超声分散10分钟，然后采用刮涂的方式制备0.5μm的氧化石墨烯光致发热薄膜。然后将其置于热台上进行干燥处理，热处理温度为80℃，使溶剂挥发完全，以形成发热层30。取289mg的CH3NH3I和100mg的PbI2溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，溶液中溶质的质量分数为60％，配置成有机/无机杂化钙钛矿前驱体溶液，80℃下搅拌1h充分溶解。然后将前驱体溶液通过溶液旋涂或刮涂的方式，涂覆在发热层30的表面，然后将其转移到温度为100℃的热台上热处理10分钟，进行溶剂的挥发以及钙钛矿晶体薄膜的生长，控制薄膜的厚度在0.8μm，得到多晶结构的有机/无机杂化钙钛矿膜层，完成致动层40的制备。然后将形成有致动层40的基底10浸入注有二氯甲烷的容器中，浸泡时间6h，获得完整的发热层30及致动层40的复合层，然后将其取出，置于50℃的热台上烘干溶剂。然后将其转移至真空热蒸发腔室，采用图案化的叉指电极金属掩模，先后沉积10nm厚的铬材质结合层53和300nm厚的金材质电极层54，以形成多刺激响应的致动器，。将所得到的致动器切割成长宽为3cm×1cm的机械手臂，可以在日光灯的辐照下可展开，停止辐照则回归卷曲状态。所制得的机械臂上的致动器能够针对光源的强度和距离进行准确的识别，能够实现对光源位置的捕捉和实时跟随，在诸多场合可有实现应用。

[0060] 图6至图9所示为本发明第二实施例提供的多刺激响应的致动器的制作方法中各步骤的对应的结构示意图。如图6及图9所示，本发明第二实施例提供的多刺激响应的制动器的制作方法与第一实施例基本相同，其不同之处在于，在第一实施例中，在形成的致动层40内，有机/无机杂化钙钛矿膜层为多晶结构的膜层，而在第二实施例中，在形成的致动层
40内，有机/无机杂化钙钛矿膜层为单晶结构的膜层。

[0061] 在本实施例中，在形成发热层30后，也即S102步骤后，其包括如下步骤：

[0062] 将基底10及牺牲层20与发热层30分离。该分离方法是将基底10、牺牲层20及发热层30三者组成的膜层浸入溶解液内，溶解液的成分及浸入时间与第一实施例相同，在此不再赘述。

[0063] 将有机/无机杂化钙钛矿的材料溶解于反溶剂内，将反溶剂滴涂在发热层30上，通过加热处理，在发热层30上形成多个有机/无机杂化钙钛矿晶种41；然后将形成有晶种41的发热层30浸入有机/无机杂化钙钛矿的前驱体溶液内，并再次进行加热处理，以形成单晶结构的有机/无机杂化钙钛矿膜层。相比于第一实施例，该膜层的晶体缺陷较少。

[0064] 也即，在该实施例中，先在发热层30上引入晶种41，然后再通过晶种41形成含有有机/无机杂化钙钛矿材料的致动层40.

[0065] 在本实施例中，反溶剂可以包括异丙醇、氯苯、乙酸乙酯、甲苯中的任意一种或几种。热处理的温度为50-110℃。

[0066] 当将有机/无机杂化钙钛矿的各组分溶于反溶剂中后，使AX基团与PbX2基团在极性溶液中的总的质量分数为20-60％。在将反溶剂滴涂于发热层30上时，其还包括，先将溶有AX基团及PBX2基团反溶剂进行稀释，其稀释倍数为10-10000倍，稀释的倍数会影响发热层30上有机/无机杂化钙钛矿晶种41的数量，稀释倍数太低，晶种41太多，难以形成完整单晶；稀释倍数太高，晶种41太少，晶体也无法生长完全。然后取10μL上述溶液滴涂于发热层30上。

[0067] 也即在本实施例中，由于不需要再在发热层30上整层涂覆有机/无机杂化钙钛矿的前驱体溶液，也即不需要基底10提供一平整的涂覆平台，因此，可以先将基底10及牺牲层20与发热层30分离，然后在发热层30上形成晶种41，最后在形成有晶种41的发热层30上形成作为致动层40存在的有机/无机杂化钙钛矿膜层。通过先去除基底10及牺牲层20的方法，可以有利于晶种41的形成。

[0068] 可以理解地，在制作单晶结构的有机/无机杂化钙钛矿膜层时，其也可以先在发热层30上形成晶种41，以及完整的膜层，然后再将发热层30及致动层40与基底10及牺牲层20分离。

[0069] 以下以具体实施例来对第二实施例中的制作方法进行描述。

[0070] 方法1：将浓度为100mg/ml聚苯乙烯溶液通过旋转涂覆的方式制备在玻璃基底10上面，聚合物牺牲层20的厚度为300nm。然后将涂有聚苯乙烯牺牲层20的基底10置于等离子体清洗机中处理5s。然后将其迅速的取出。涂覆前将市售碳纳米管分散液超声分散10分钟，然后采用刮涂的方式制备1μm的碳纳米管光致发热薄膜。然后将其置于热台上进行干燥处理，热处理温度为70℃，使溶剂挥发完全，以得到发热层30。然后将其浸入到注有氯苯的容器中，浸泡时间约为12h，获得完整的发热层30，然后将其取出，置于70℃的热台上烘干溶剂。有机/无机杂化钙钛矿单晶采用溶液生长的方式进行制备，CH3NH3I和PbI2以3:1的摩尔比溶于异丙醇中，溶液溶度为30％。取少量上述溶液，稀释1000倍，取10μL上述溶液滴涂在碳纳米管基底表面，然后在100℃热台上处理10分钟，然后将有钙钛矿晶种41的发热层30置于钙钛矿前驱体溶液中，随着反溶剂的挥发，自发地形成1μm的单晶结构的有机/无机杂化钙钛矿膜层。然后将其取出，置于60℃的热台上烘干溶剂。然后将其转移至真空热蒸发腔室，采用图案化的叉指电极金属掩模，先后沉积10nm厚的铬材质结合层53和300nm厚的金材质电极层54，以形成多刺激响应的致动器。将所得到的致动器切割成花瓣形状，可以在灯光的辐照下实现花瓣的开合。

[0071] 方法2：将浓度为200mg/ml聚苯乙烯溶液通过旋转涂覆的方式制备在玻璃基底10上面，聚合物牺牲层20的厚度为500nm。然后将涂有聚苯乙烯牺牲层20的基底10置于等离子体清洗机中处理15s。然后将其迅速的取出。涂覆前将市售碳纳米管分散液超声分散20分钟，然后采用刮涂的方式制备0.5μm的碳纳米管光致发热薄膜。然后将其置于热台上进行干燥处理，热处理温度为80℃，使溶剂挥发完全，以形成发热层30。然后将其浸入到注有三氯甲烷的容器中，浸泡时间约为4h，获得完整的发热层30，然后将其取出，置于60℃的热台上烘干溶剂。有机/无机杂化钙钛矿单晶采用溶液生长的方式进行制备，CH3NH3I和PbI2以4:1的摩尔比溶于氯苯中，溶液溶度为40％。取少量上述溶液，稀释2000倍，取10μL上述溶液滴涂在发热层30表面，然后在100℃热台上处理15分钟，然后将有钙钛矿晶种41的碳纳米管薄膜置于钙钛矿前驱体溶液中，随着反溶剂的挥发，自发地形成0.5μm的单晶结构的有机/无机杂化钙钛矿膜层。然后将其取出，置于70℃的热台上烘干溶剂，以形成致动层40。然后将其转移至真空热蒸发腔室，采用图案化的叉指电极金属掩模，先后沉积5nm厚的铬材质结合层53和100nm厚的金材质电极层54，以形成多刺激响应的致动器。将所得到的致动器切割成花瓣形状，可以在灯光的辐照下实现花瓣的开合。

[0072] 图10至图11所示为本发明第三实施例提供的多刺激响应的致动器的制作方法的对应的结构示意图。需要说明的是，图11为图10中XI-XI方向的截面结构示意图。如图10至图11所示，本发明第三实施例提供的多刺激响应的制动器的制作方法与上述两个实施例基本相同，其不同之处在于，在本实施例中，在形成致动层40时，致动层40呈条形间隔地形成于发热层30上。通过将致动层40设置为条形，当致动层40发生膨胀时，条形的致动层40更容易产生沿其自身延伸方向的变形。这能够使致动器更加适应于快速响应、变形量大的要求。

[0073] 进一步地，进一步地，多条条形的致动层40相互平行，以使各条形的致动层40之间互不干扰。

[0074] 本发明还提供了一种多刺激响应的制动器，见图4及图5，本发明提供的多刺激响应的致动器包括发热层30、致动层40、第一电极51及第二电极52，致动层40形成于发热层30上，第一电极51及第二电极52间隔设置于致动层40上，在本实施例中，致动层40为由有机/无机杂化钙钛矿材料制成的致动层40。

[0075] 在本实施例中，发热层30为由氧化石墨烯及碳纳米管中的一种或二者的复合体材料制成。其厚度为1-3μm。

[0076] 致动层40为由APbX3表示的有机/无机杂化钙钛矿材料制成的致动层40，其中A基+ + +团为CH3NH3、Cs 、NH＝CHNH3中的一种或几种，X基团为Cl、Br、I等卤素原子中的一种或几种。其厚度为0.2-1μm。致动层40的厚度与发热层30的厚度相匹配，以实现制动性能的最大化。

[0077] 第一电极51及第二电极52均包括结合层53及电极层54，结合层53形成于致动层40上，电极层54形成于结合层53上。结合层53为由铬金属形成的结合层53，其厚度为5-20nm。电极层54为由银、金、铝或铜等材料制成的电极层54，其厚度为80-300nm。

[0078] 第一电极51及第二电极52均为叉指电极，以增加光电流的收集，增加器件的灵敏度。第一电极51及第二电极52中的叉指交错且间隔设置。

[0079] 在本实施例中，每一第一电极51及第二电极52组成一电极单元50，多个电极单元50呈阵列布设于致动层40上。

[0080] 可以理解地，如图10及图11所示，致动层40可以为条形，多个条形的致动层40间隔地设置于发热层30上。在每一个条形的致动层40上均设置有多个阵列设置的电极单元50。

[0081] 进一步地，多条条形的致动层40相互平行。

[0082] 综上所述，在本发明中，由于致动层40为由钙钛矿材料制成的致动层40，而研究表-6 -1明钙钛矿材料在结构相转变点的热膨胀系数高达263.5×10 K ，这远远高于常规聚合物的热膨胀系数，因而能够适用于快速响应、大变形的智能致动器件。使得本实施例提供的多刺激响应的致动器能够适应于快速响应、变形量大的致动器。进一步地，通过将致动层40设置为条形，且条形的致动层40相互间隔的设置于发热层30上，这能够使致动器更加适应于快速响应、变形量大的要求。

[0083] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

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多刺激响应的致动器的制作方法及多刺激响应的制动器

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