CN103524678B - 用于光致动器的液晶弹性体复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光致动器的液晶弹性体复合材料及其制备方法，该复合材料由作为填料的纳米碳材料、作为基体的热致型液晶弹性体原位聚合而成，所述纳米碳材料与热致型液晶弹性体的重量比为0.02～3:100，所述纳米碳材料为石墨烯、氧化石墨烯或碳纳米管。本发明的复合材料可高效地吸收近红外激光，将光能转换为热能而触发液晶弹性体发生相转变，使本征上不具备光刺激响应性的液晶弹性体可用于光致动器，同时碳纳米管增强液晶弹性体可提高致动器的输出力，并且碳纳米管受近红外激光辐照时收缩，与液晶弹性体的热致收缩行为在形变方向上一致，两者的协同效应提高致动器的响应速率和形变量。

Description

用于光致动器的液晶弹性体复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及智能材料和聚合物基纳米复合材料领域，具体地指一种用于光致动器的液晶弹性体复合材料及其制备方法。

背景技术

致动器是指在电、热和光等外场刺激下，将电能、热能和光能等转换为机械能的执行装置。其中，以光为驱动源构建聚合物致动器具有可远程控制、机构简化易集成、成本低、质量轻和易加工成型等突出优势。构建致动器用的智能材料要求兼具响应性和驱动性特点，聚合物光致动器的形变机理源于光致分子异构和光触发物理形变。目前主要是偶氮苯类等少数聚合物本征上表现出光致形变，但偶氮苯类聚合物局限于紫外光照条件下产生机械响应，同时纯聚合物材料构建致动器的输出力小，其应用受到了限制。

石墨烯和碳纳米管具有优异的电、光、热和力学性能以及各向异性特点，为构建高性能的致动器开启了新的思路和途径。以石墨烯和碳纳米管构建的电致动器和光致动器能够产生较大的输出力。然而，纯石墨烯和碳纳米管致动器的成本高、加工性差和耦合效率低。科学家们发现，石墨烯和碳纳米管能够高效地吸收近红外激光，将光能转换为热能形成“分子加热器”，进而触发聚合物弹性体复合材料产生机械响应。然而，聚合物复合材料的宏观机械响应源于纳米碳材料和聚合物基体弹性形变的矢量和，但光热效应诱导传统聚合物材料产生的形变量和输出力较小，且响应速率较慢。

发明内容

本发明的目的在于克服现有单一材料构建的致动器存在响应速率慢、形变量小以及难远程控制的缺陷，提供一种用于光致动器的液晶弹性体复合材料及其制备方法，以实现构建响应速率快、形变量大和输出力大的光致动器。

为实现上述目的，本发明所提供的用于光致动器的液晶弹性体复合材料，由作为填料的纳米碳材料、作为基体的热致型液晶弹性体原位聚合而成，所述纳米碳材料与热致型液晶弹性体的重量比为0.02～3:100，所述纳米碳材料为石墨烯、氧化石墨烯或碳纳米管。

优选地，所述纳米碳材料与热致型液晶弹性体的重量比为0.05～1:100。

更优选地，所述纳米碳材料与热致型液晶弹性体的重量比为0.1～0.5:100。

优选地，所述热致型液晶弹性体由丙烯酸酯类液晶单体、乙烯基芳香酯类液晶单体、乙烯基偶氮苯类液晶单体或乙烯基联苯类液晶单体交联而成。

所述丙烯酸酯类液晶单体优选为腰接型丙烯酸酯类液晶单体，如2′,5′-二（4″-烷氧基苯甲酰氧基）-4-苯甲酰氧基-1-丙烯酸酯液晶单体、2′,5′-二（4″-烷基环己基甲酰氧基）-4-苯甲酰氧基-1-丙烯酸酯液晶单体。

所述乙烯基芳香酯类液晶单体优选为腰接型乙烯基芳香酯类液晶单体，如1-乙烯基-3-烷基-2,5-二（4′-烷基苯甲酰氧基）苯甲酸酯液晶单体。

优选地，所述碳纳米管为羟基化碳纳米管。

本发明还提供了一种上述液晶弹性体复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将纳米碳材料加入到有机溶剂中超声波处理，分散浓度为0.01～1mg/mL，再将液晶单体、交联剂和光引发剂按摩尔比90:5～10:0.2～1加入，继续搅拌均匀得到分散液；

2）将分散液旋涂在玻璃或聚四氟乙烯衬底板上，然后在避光和氮气气氛环境下缓慢升温至90～130℃，保温5～20min后降温至75～100℃，立即用250～800nm光辐照5～20min，升温至85～110℃后再次照射5～20min，反应完成得到薄膜状的液晶弹性体复合材料；

所述液晶单体为丙烯酸酯类液晶单体、乙烯基芳香酯类液晶单体、乙烯基偶氮苯类液晶单体或乙烯基联苯类液晶单体。

优选地，所述交联剂为二丙烯酸酯类或二乙烯基烷氧基苯类交联剂，可选用1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、4-丙烯酰氧基烷氧基-1-（4′-乙烯烷氧基苯氧基）-苯甲酸酯、或1,4-二（1-乙烯基）-烷氧基苯。

优选地，所述的光引发剂为2-苄基-2-二甲基氨基-1-（4-吗啉苯基）丁酮（Irgacure369）、2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-吗啉基丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-苄基-2-二甲氨基-1-（4-吗啉苯基）丁酮或2-羟基-2-甲基-1-[4-（2-羟基乙氧基）苯基]丙酮。

优选地，所述有机溶剂为丙酮、乙醇、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

优选地，所述纳米碳材料为羟基化碳纳米管，其制备方法如下：

a）将碳纳米管在硝酸溶液中回流处理8～12h，待混合液冷却至室温后减压过滤，去离子水洗涤至中性，真空干燥得到黑色粉末；

b）将黑色粉末超声波分散在溶剂中，浓度为0.5～2mg/mL，再加入羟基化试剂，碳纳米管与羟基化试剂的重量比为1/10～1/30，然后在氮气保护的条件下搅拌回流8～12h，然后冷却至室温、滤去液体、去离子水洗涤沉淀，真空干燥得到羟基化碳纳米管。

优选地，所述羟基化碳纳米管的制备方法的步骤a）中所述溶剂为水、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮或N-甲基吡咯烷酮。

优选地，所述羟基化碳纳米管的制备方法的步骤b）中所述羟基化试剂为偶氮二甲基N-双羟甲基羟乙基丙酰胺、2,2'-偶氮[2-甲基-N-（2-羟基乙基）丙酰胺]、4,4'-偶氮双（4-氰基戊醇）或1-叠氮基烷基伯醇。

优选地，所述液晶单体为2′,5′-二（4″-烷氧基苯甲酰氧基）-4-苯甲酰氧基-1-丙烯酸酯、2′,5′-二（4″-烷基环己基甲酰氧基）-4-苯甲酰氧基-1-丙烯酸酯或1-乙烯基-3-烷基-2,5-二（4′-烷基苯甲酰氧基）苯甲酸酯。

本发明的设计原理：

液晶弹性体兼具液晶的各向异性和聚合物交联网络的熵弹性，通过纳米碳材料吸收近红外激光后将光能转换为热能，对液晶弹性体分子内部进行加热，使内部液晶基元取向有序性降低，使液晶弹性体发生热致相变，从液晶态转变为各向同性态，并沿指向矢方向产生大形变。另一方面，纳米碳材料自身受激光辐照时也产生形变，从而结合纳米碳材料可赋予聚合物材料光机械响应和液晶弹性体在热致相变时产生大形变的特点，最终使液晶弹性体复合材料表现出宏观大形变。同时基于纳米碳材料与液晶弹性体在致动性能上的互补性和形变方向上的协同性，有望构建出响应速率快、形变量大和输出力大的光致动器。

本发明的有益效果：

所提供的用于光致动器的液晶弹性复合材料对近红外激光辐照响应快、形变大、输出力大，可高效地吸收近红外激光，将光能转换为热能而触发液晶弹性体发生相转变，使本征上不具备光刺激响应性的液晶弹性体可用于光致动器，同时纳米碳材料增强液晶弹性体可提高致动器的输出力，并且纳米碳材料受近红外激光辐照时收缩，与液晶弹性体的热致收缩行为在形变方向上一致，两者的协同效应提高致动器的响应速率和形变量。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的氧化石墨烯/液晶弹性体复合薄膜断面的扫描电镜图像。

图2为本发明实施例4制备的羟基化碳纳米管/液晶弹性体复合薄膜断面的扫描电镜图像。

图3以近红外激光（波长808nm、功率2W）辐照纳米碳材料填充液晶弹性体复合薄膜产生机械响应的时间-应变曲线；图中标号1～4分别对应实施例1～4的液晶弹性体复合材料，标号X为对照例。

图4以近红外激光（波长808nm、功率2W）辐照羟基化碳纳米管/液晶弹性体复合薄膜产生机械响应的时间-应变曲线；图中标号1～6依次对应实施例11、实施例5、实施例9、实施例8、实施例7、实施例4的液晶弹性体复合材料，标号X为对照例。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

下述各个实施例中采用的液晶单体为2′,5′-二（4″-丁氧基苯甲酰氧基）-4-苯甲酰氧基-1-丙烯酸丁酯，其制备方法如下：

①将对羟基苯甲酸加入到N,N-二甲基甲酰胺中，配成浓度为1g/mL的溶液，再加入与2,5-二羟基苯甲酸摩尔比为3:1的碳酸氢钠，在70℃下搅拌1h，得到溶液A；

②在溶液A中加入与对羟基苯甲酸等摩尔的苄基溴，继续在70℃下搅拌反应7h，待反应混合液冷却至室温后，加入N,N-二甲基甲酰胺3倍体积的水稀释，再用体积比为1:1的己烷/乙酸乙酯萃取两次，分离有机相得到溶液B；

③将溶液B用水洗3次，然后加入无水硫酸钠干燥，除去溶剂得到褐色固体，最后以***为洗脱剂，用100-200目的硅胶柱层析法纯化，除去***得到黄色晶体对羟基苯甲酸苯甲酯；

④将所得的对羟基苯甲酸苯甲酯与对丁氧基苯甲酸、N,N-二环乙基碳二亚胺和吡咯烷吡啶依次按摩尔比5:10:10:1溶解在二氯甲烷中，四种反应物的摩尔总浓度为3M，室温搅拌反应12h，再过滤得到滤液C；

⑤将滤液C依次用去离子水、质量浓度5%的醋酸和去离子水各萃取一次，在分离所得的有机相中加入无水硫酸钠，静置吸水12h，蒸发除去溶剂后得到淡黄色产物，再用体积比为4:1的乙醇/甲苯混合溶剂重结晶三次，得到白色针状晶体D；

⑥将晶体D和钯碳催化剂（10wt%，Pd/C）溶液按质量比10:1加入到乙酸乙酯中，配制成浓度为50mg/mL的溶液，氢气气氛下室温搅拌反应10h，过滤收集滤液，蒸发除去溶剂，得到鳞片状白色晶体E；

⑦将晶体E、对羟丁基丙烯酸酯、N,N-二环乙基碳二亚胺和吡咯烷吡啶依次按摩尔比9:10:10:1溶解在二氯甲烷中，四种反应物的摩尔总浓度为0.2M，室温搅拌反应12h后，对反应混合物进行过滤，收集到滤液F；

⑧将滤液F依次用去离子水、质量浓度5%的醋酸和去离子水各萃取一次，分离所得有机相中加入无水硫酸钠，静置吸水12h，蒸发除去溶剂后得到淡黄色产物，再用体积比为4:1的乙醇/甲苯混合溶剂重结晶三次，最后所得白色晶体即为液晶单体。

对照例

将2′,5′-二（4″-丁氧基苯甲酰氧基）-4-苯甲酰氧基-1-丙烯酸丁酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（4mg）和Irgacure369（0.32mg）溶解在5mL丙酮中，搅拌均匀后旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到纯液晶弹性体复合薄膜。

实施例1

1）将氧化石墨烯（0.31mg）加入到5mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯交联剂（4mg）和Irgacure369光引发剂（0.32mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.3wt%氧化石墨烯的液晶弹性体复合薄膜。

实施例2

1）将石墨烯（0.31mg）加入到5mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯交联剂（4mg）和Irgacure369光引发剂（0.32mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.3wt%石墨烯的液晶弹性体复合薄膜。

实施例3

1）将碳纳米管（0.31mg）加入到5mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯交联剂（4mg）和Irgacure369光引发剂（0.32mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.3wt%碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

实施例4

步骤一：制备羟基化碳纳米管

a）将2g碳纳米管加入到300mL浓度为3M的硝酸溶液中，在100℃搅拌12h后，将混合液冷却至室温，再减压过滤，用去离子水反复洗涤至中性，然后100℃下真空干燥得到黑色粉末；

b）将50mg硝酸处理的碳纳米管加入至80mL水中，超声处理30min后，再加入到含0.5g偶氮二甲基N-双羟甲基羟乙基丙酰胺的水溶液（20mL）中，在氮气保护和100℃下反应12h后，冷却至室温，减压过滤、去离子水洗涤、真空干燥，得到羟基化碳纳米管。

步骤二：制备羟基化碳纳米管/液晶弹性体复合材料

1）将羟基化碳纳米管（0.31mg）加入到5mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯交联剂（4mg）和Irgacure369光引发剂（0.32mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.3wt%羟基化碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

实施例5

步骤一：羟基化碳纳米管的制备同实施例4

步骤二：制备羟基化碳纳米管/液晶弹性体复合材料

1）将羟基化碳纳米管（0.21mg）加入到10mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（1g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（40mg）和Irgacure369（3.2mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.02wt%羟基化碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

实施例6

步骤一：羟基化碳纳米管的制备同实施例4

步骤二：制备羟基化碳纳米管/液晶弹性体复合材料

1）将羟基化碳纳米管（0.13mg）加入到5mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.25g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（10mg）和Irgacure369（0.8mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.05wt%羟基化碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

实施例7

步骤一：羟基化碳纳米管的制备同实施例4

步骤二：制备羟基化碳纳米管/液晶弹性体复合材料

1）将羟基化碳纳米管（0.26mg）加入到10mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.25g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（10mg）和Irgacure369（0.8mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.1wt%羟基化碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

实施例8

步骤一：羟基化碳纳米管的制备同实施例4

步骤二：制备碳纳米管/液晶弹性体复合材料

1）将羟基化碳纳米管（0.52mg）加入到10mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（4mg）和Irgacure369（0.32mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.5wt%羟基化碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

实施例9

步骤一：羟基化碳纳米管的制备同实施例4

步骤二：制备碳纳米管/液晶弹性体复合材料

1）将羟基化碳纳米管（0.73mg）加入到10mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（4mg）和Irgacure369（0.32mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含0.7wt%羟基化碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

实施例10

步骤一：制备羟基化碳纳米管

a）将2g碳纳米管加入到300mL浓度为3M的硝酸溶液中，在100℃搅拌12h后，将混合液冷却至室温，再减压过滤，用去离子水反复洗涤至中性，然后100℃下真空干燥得到黑色粉末；

b）将50mg硝酸处理的碳纳米管加入至80mL水中，超声处理30min后，再加入含1.5g的4,4'-偶氮双（4-氰基戊醇）的水溶液（20mL）中，在氮气保护和100℃下反应12h后，冷却至室温，减压过滤、去离子水洗涤纯化、真空干燥，得到羟基化碳纳米管。

步骤二：制备碳纳米管/液晶弹性体复合材料

1）将羟基化碳纳米管（1.58mg）加入到15mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯（4.4mg）和2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-吗啉基丙酮（0.24mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含1.5wt%羟基化碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

实施例11

步骤一：羟基化碳纳米管的制备同实施例10

步骤二：制备碳纳米管/液晶弹性体复合材料

1）将羟基化碳纳米管（3.15mg）加入到15mL丙酮中超声处理，再加入2,5-二（4′-丁氧基苯甲酰氧基）-4″-苯甲酰氧基丁基-1-丙烯酸酯液晶单体（0.1g）、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯（4.5mg）和2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-吗啉基丙酮（0.25mg），继续搅拌均匀得到黑色的分散液；

2）将分散液旋涂在表面光滑平整的聚四氟乙烯片上，然后在避光和氮气气氛下缓慢升温至100℃，保温10min后缓慢降温至80℃，立即用365nm光辐照15min，再升温至90℃辐照15min，反应完成得到含3wt%羟基化碳纳米管的液晶弹性体复合薄膜。

试验例1

对上述实施例中得到的液晶弹性体复合薄膜光进行致机械响应行为测试，测试方法如下：

采用动态热分析仪（DMA,TA Q800）拉伸模式，先固定液晶弹性体纳米复合薄膜的上端，其下端预加载力10mN，再用近红外激光（波长808nm，功率2W）垂直方向上辐照纳米复合薄膜，DMA仪器将自动记录光照时间与机械应变曲线，进而可计算出纳米复合薄膜的响应速率和形变量。

将上述对照例的纯液晶弹性体和各个实施例得到的纳米碳材料填充液晶弹性体复合薄膜的光机械响应行为进行对比试验，其性能数据如下表所示：

由附图3和表格数据可知，碳纳米管、氧化石墨烯或石墨烯填充液晶弹性体受近红外激光辐照产生机械响应，而纯液晶弹性体受近红外激光辐照时无形变发生，并且羟基化碳纳米管/液晶弹性体复合材料的响应速率和形变量最大。

试验例2

将上述对照例的纯液晶弹性体和各个实施例得到的羟基化碳纳米管/液晶弹性体复合薄膜的光机械响应行为进行对比试验，其性能数据如下表所示：

由图4和表格数据可知，在相同近红外激光辐照条件下，羟基化碳纳米管与液晶弹性体的重量比在0.1～0.5:100时，所制备液晶弹性体复合材料的光机械响应速率和最大形变量处于最佳范围，满足光致动器的应用要求，而过低（<0.05wt%）或过高（>1.0wt%）碳纳米管含量的液晶弹性体复合材料的响应速率较慢，且形变量较小。

Claims (7)

1.一种用于光致动器的液晶弹性体复合材料，其特征在于：它由作为填料的纳米碳材料、作为基体的热致型液晶弹性体原位聚合而成；所述纳米碳材料与热致型液晶弹性体的重量比为0.1～0.5:100，所述纳米碳材料为羟基化碳纳米管。

2.根据权利要求1所述用于光致动器的液晶弹性体复合材料，其特征在于：所述热致型液晶弹性体由丙烯酸酯类液晶单体、乙烯基芳香酯类液晶单体、乙烯基偶氮苯类单体或乙烯基联苯类液晶单体交联而成。

3.一种权利要求1所述用于光致动器的液晶弹性体复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将纳米碳材料加入到有机溶剂中超声波处理，分散浓度为0.01～1mg/mL，再将液晶单体、交联剂和光引发剂按摩尔比90:5～10:0.2～1加入，继续搅拌均匀得到分散液；

2)将分散液旋涂在玻璃或聚四氟乙烯衬底板上，然后在避光和氮气气氛环境下缓慢升温至90～130℃，保温5～20min后降温至75～100℃，立即用250～800nm光辐照5～20min，升温至85～110℃后再次照射5～20min，反应完成得到薄膜状的液晶弹性体复合材料；

所述液晶单体为丙烯酸酯类液晶单体、乙烯基芳香酯类液晶单体、乙烯基偶氮苯类液晶单体或乙烯基联苯类液晶单体；

所述纳米碳材料为羟基化碳纳米管，其制备方法如下：

a)将碳纳米管混合在硝酸溶液中回流处理8～12h，待混合液冷却至室温后减压过滤，去离子水洗涤至中性，真空干燥得到黑色粉末；

b)将黑色粉末超声波分散在溶剂中，浓度为0.5～2mg/mL，再加入羟基化试剂，碳纳米管与羟基化试剂的重量比为1/10～1/30，然后在氮气保护的条件下搅拌回流8～12h，然后冷却至室温、滤去液体、去离子水洗涤沉淀，真空干燥得到羟基化碳纳米管。

4.根据权利要求3所述用于光致动器的液晶弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：所述交联剂为二丙烯酸酯类或二乙烯基烷氧基苯类交联剂。

5.根据权利要求3所述用于光致动器的液晶弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：所述的光引发剂为2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮或2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙酮。

6.根据权利要求3所述用于光致动器的液晶弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：所述羟基化碳纳米管的制备方法的步骤b)中所述溶剂为水、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮或N-甲基吡咯烷酮。

7.根据权利要求3所述用于光致动器的液晶弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：所述羟基化碳纳米管的制备方法的步骤b)中所述羟基化试剂为偶氮二甲基N-双羟甲基羟乙基丙酰胺、2,2'-偶氮[2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺]、4,4'-偶氮双(4-氰基戊醇)或1-叠氮基烷基伯醇。