双螺旋结构羊毛纱线人工肌肉构建及湿响应智能纺织品应用

摘要

为解决纤维基人工肌肉在智能纺织品实际应用中的障碍,针对目前纤维基人工肌肉存在刺激条件苛刻、化学毒性、材料和制备成本高等问题,探讨具有良好亲肤性的羊毛纱线人工肌肉的纺制、性能及应用。通过对天然羊毛纤维加捻,将加捻后的纤维对折形成自平衡的双螺旋结构,然后采用氧等离子体进一步清洁和激活双螺旋结构表面,并进一步制备机织物人工肌肉驱动器。通过扫描电镜、拉伸强力测试仪、高速摄像机等表征分析手段,探讨羊毛纱线人工肌肉的致动性能与影响因素。结果显示:氧等离子体刻蚀后的羊毛纱线人工肌肉具有对干湿状态的快速响应和可逆的扭转变形,其扭转角度可达373(°)/cm;且展现出优异的循环驱动性能,织物驱动器在水雾刺激下具有良好的二维卷曲致动性能,为湿响应智能纺织品的开发提供了新的策略。