本发明属于新型智能致动器领域的一种薄膜，具体涉及了一种多刺激双向致动复合薄膜和其制备方法。
背景技术：
1、近年来，新型智能致动器由于非接触变形、远程控制和生物适应性，在软机器人和仿生装置等领域逐渐显示出诸多潜在的应用前景。目前，基于丰富的致动材料如形状记忆聚合物、液晶弹性体、磁性复合材料、导电聚合物和碳基材料，已经开发出能够响应不同外部刺激的致动器，如光、温度、湿度、电场、磁场和有机溶剂驱动的致动器等。致动器通常采用双层结构，组成材料的热胀冷缩以及对有机溶剂的溶胀效应都会导致其体积变化，双层体积变化差值导致可逆弯曲变形，从而产生温度及有机溶剂致动的效果。
2、但是，大多数致动器采用单层致动策略，即一层发生较大变形用于致动，另一层对刺激不响应作为惰性层，导致软致动器只能实现单一方向变形，限制了致动器弯曲变形方向。同时，目前许多软致动器的制作方法较为复杂，且能够制造的致动器厚度较薄，难以获得良好的机械性能，这严重制约了致动器实际的应用。因此，亟需探索实现双向弯曲以及机械性能改进的新途径，获得兼顾变形范围、响应速度和卓越机械性能的致动器。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种多刺激双向致动复合薄膜和其制备方法，针对大多数致动器弯曲方向的限制、机械性能较差的问题，采用双层驱动策略，突破了单向弯曲的限制，实现了更大范围的变形，同时致动器也具有快速的响应时间和优异的机械性能。
2、本发明的技术方案如下：
3、一、一种多刺激双向致动复合薄膜
4、所述多刺激双向致动复合薄膜包括上层薄膜和下层薄膜，上层薄膜与下层薄膜层叠布置；所述上层薄膜与下层薄膜在有机溶剂/光照/温度的作用下发生不同程度的变形，使得复合薄膜双向弯曲变形。
5、即，对光照/温度/有机溶剂作为激励源，复合薄膜在有机溶剂的作用下会产生溶胀差，在有机溶剂刺激下产生双向响应。复合薄膜中的石墨烯在光照的作用下发热，使得复合薄膜在温度的作用下会产生膨胀差。具体地，当接触到有机溶剂时，两层薄膜的溶胀程度不同，从而产生弯曲的动作，且可以根据两层薄膜对同一种有机溶剂的不同溶胀程度而产生不同方向与程度的弯曲变形；当外界环境温度升高时，两层薄膜的热胀程度不同，从而产生弯曲的动作；当红外光照射时，复合薄膜中的石墨烯产生光热效应，导致温度升高，产生热胀差值导致产生弯曲的动作，实现对外界刺激的反馈。
6、所述上层薄膜由石墨烯与聚二甲基硅氧烷混合而成。
7、所述聚二甲基硅氧烷和石墨烯的混合物与石墨烯的质量比为100:2-15。
8、所述下层薄膜为聚偏二氟乙烯。
9、所述上层薄膜与所述下层薄膜的厚度比为10:1-2。
10、二、一种多刺激双向致动复合薄膜的制备方法
11、1)将聚偏二氟乙烯粉末与分散剂混合搅拌均匀，再超声消泡后注入定制的模具中，然后放入高温烘箱在高温下静置促进分散剂的挥发，使聚偏二氟乙烯固化成膜，获得上层薄膜；
12、2)将聚二甲基硅氧烷主成分剂、石墨烯和溶剂搅拌均匀，然后加入聚二甲基硅氧烷固化剂再次搅拌均匀并加热除去溶剂，接着将混合物置于超声装置中进行消泡处理，将消泡处理后的混合物注入带有制作好下层薄膜的定制模具当中，放入高温烘箱在高温下静置使其加速固化成型，烘干以后两层薄膜自然粘合，获得多刺激双向致动复合薄膜。
13、所述1)中，所述分散剂为n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮或二甲基亚硫脲。
14、所述1)中，搅拌时间为60min，转速为1500rpm，超声处理时间为20min，高温静置温度为60℃，时间为2h。
15、所述2)中，所述溶剂为环己烷、正己烷、n,n-二甲基甲酰胺或四氢呋喃，两次搅拌时间均为30min，转速均为1500rpm。
16、所述聚二甲基硅氧烷主成分剂与固化剂的质量比为10:1，去除溶剂的加热温度为80℃，超声处理时间为20min，高温静置温度为60℃，时间为24h。
17、三、一种多刺激双向致动复合薄膜的应用
18、所述一种多刺激双向致动复合薄膜在电路、人工肌肉、环境污染监测传感、软体机器人中的应用。
19、四、一种电路
20、所述电路中包含所述的一种多刺激双向致动复合薄膜，多刺激双向致动复合薄膜在有机溶剂/光照/温度的作用下产生双向弯曲，使得所述电路处于不同通断状态。
21、五、一种仿生软体机器人
22、所述仿生软体机器人中包含所述的一种多刺激双向致动复合薄膜。
23、优选地，所述定制模具为玻璃板与聚酰亚胺胶带制成的薄槽，通过调整聚酰亚胺胶带的层数调节复合薄膜的层数，在制备上层薄膜时需要在下层薄膜制作完成后通过增加胶带层数的方法制作适用的模具。
24、优选地，所述的多刺激双向致动复合薄膜在响应有机溶剂刺激时可以获得两个方向的弯曲变形，采用双层致动策略，上下层均发生溶胀作用，当上层薄膜溶胀大于下层薄膜时，向下弯曲，当下层薄膜溶胀大于上层薄膜时，向上弯曲，且复合薄膜接触有机气体时也会发生变形。
25、优选地，所述的多刺激双向致动复合薄膜具有较大的弯曲范围，在有机溶剂的刺激下，当样品长宽比为12/5时，可实现-90°到120°角度范围的变形，当样品长宽比为20/5时，可获得最大630°的变形。
26、优选地，所述的多刺激双向致动复合薄膜具有快速的响应时间，在正己烷的刺激下，实现最大变形的最短时间仅为1.88s。
27、优选地，所述的多刺激双向致动复合薄膜具有优异的机械性能，在正己烷的刺激下，可以稳定地提升自身重量180倍的重物。
28、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
29、本发明设计了一种多刺激双向致动复合薄膜，所述复合薄膜可以在有机溶剂的刺激下实现两个方向快速温度的弯曲变形，并且具有优异的机械性能；克服了软致动器由于本身的超薄结构而导致的较弱的机械性能与弯曲方向的限制等问题。本发明制作成本低，工艺过程简单，获得的复合薄膜同时具有较大的弯曲范围、快速的响应时间和优异的机械性能。因此，多刺激双向致动复合薄膜能够支持多种运动应用，如睡莲开花和枯萎等。
1.一种多刺激双向致动复合薄膜，其特征在于，包括上层薄膜和下层薄膜，上层薄膜与下层薄膜层叠布置；所述上层薄膜与下层薄膜在有机溶剂/光照/温度的作用下发生不同程度的变形，使得复合薄膜双向弯曲变形。
2.根据权利要求1所述的一种多刺激双向致动复合薄膜，其特征在于，所述上层薄膜由石墨烯与聚二甲基硅氧烷混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种多刺激双向致动复合薄膜，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷和石墨烯的混合物与石墨烯的质量比为100:2-15。
4.根据权利要求1所述的一种多刺激双向致动复合薄膜，其特征在于，所述下层薄膜为聚偏二氟乙烯。
5.如权利要求1所述的一种多刺激双向致动复合薄膜，其特征在于，所述上层薄膜与所述下层薄膜的厚度比为10:1-2。
6.如权利要求1-5任一所述的一种多刺激双向致动复合薄膜的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的一种多刺激双向致动复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述1)中，所述分散剂为n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮或二甲基亚硫脲。
8.如权利要求6所述的一种多刺激双向致动复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述1)中，搅拌时间为60min，转速为1500rpm，超声处理时间为20min，高温静置温度为60℃，时间为2h。
9.如权利要求6所述的一种多刺激双向致动复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述2)中，所述溶剂为环己烷、正己烷、n,n-二甲基甲酰胺或四氢呋喃，两次搅拌时间均为30min，转速均为1500rpm。
10.如权利要求6所述的一种多刺激双向致动复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷主成分剂与固化剂的质量比为10:1，去除溶剂的加热温度为80℃，超声处理时间为20min，高温静置温度为60℃，时间为24h。
