CN110253702B - 一种木材基仿生人工肌肉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于仿生肌肉技术领域，提供了一种木材基仿生人工肌肉的制备方法，包括：S1：取木材切片，获木片，先进行氨处理，再进行脱木素处理；S2：将木片浸入到柠檬酸溶液或柠檬酸盐溶液中浸泡处理；S3：配制离子型聚合物的溶液及聚乙烯醇的DMSO水溶液，并将二者混合均匀，获得聚合物溶液；S4：将木片置于容器中真空处理，再将聚合物溶液充满容器，解除真空并加压处理，使聚合物填充于木片中直至饱和；S5：将木片放入冷冻冰箱中冷冻，然后取出木片在常温解冻；S6：重复S5的操作5‑10次，最后将木片进行洗涤干燥。本发明通过物理交联可获得，制备所得的人工仿生肌肉不仅具有聚合物的弹性和电致伸缩性，也保留木质基骨架的强度。

Description

一种木材基仿生人工肌肉的制备方法
技术领域
本发明涉及仿生肌肉技术领域，具体涉及一种木材基仿生人工肌肉的制备方法。
背景技术
肌肉是生物学上可收缩的组织，具有信息传递、能量传递、废物排除、能量供给、传动及自修复功能。通过模拟生物体的运动方式，实现工程设计中的高效率以及高灵活性一直以来都是机械工程领域的热点。生物体的各种运动方式中，大都是通过肌肉的收缩与舒展来实现，所以人工肌肉也就成为了科学研究中的热点领域之一。类似于生物体的肌肉组织，人工肌肉的最重要特点在于能够在外界的电激励作用下产生弯曲或收缩运动，产生形变的同时输出一定的作用力，将人工肌肉置于需要运动的机器关节处，配合控制模块，能够实现设定的动作或完成相应任务，在智能制造以及仿生机器人的研究中，人工肌肉是其中的重要一环，有助于实现机器人的轻量化以及柔性化。
传统人工肌肉的实现方式一般是通过可变性的弹性腔体，通过气动或液动装置，将流体注入不同的腔室使之膨胀或收缩，配合阀门流道以及气泵或液泵，合理设计腔室之间的空间位置，可以实现弯曲，卷绕，伸缩等不同类型的运动形式。这种人工肌肉设计的优点是驱动力大，可以实现较为复杂的形状及结构。但其缺点是不能实现完全的柔性，需要大量的气泵、管道、阀门等刚性元器件，且因为腔室结构所以其体积往往较大，不利于某些需要微型器械的场合。
在传统人工肌肉之外，利用材料特性实现电致变形成为了新的研究方向之一。研究发现一类弹性聚合物材料能够在电刺激的作用下，通过改变材料内部的结构将电能转化为机械能从而发生伸缩、弯曲等力学响应的行为，因而将其命名为电活性聚合物。
电活性聚合物分为电子型和离子型两大类，其中电子型电活性聚合物也即电场活性材料，通过电场中静电力作用诱导聚合物分子链重排而产生电致伸缩效应以及静电、压电和铁电效应，材料可在直流电场作用下产生诱导位移。这种材料通常需要较高的激励电场(>100V/μm)，接近击穿电场。离子型电活性聚合物通过聚合物中的离子迁移来驱动材料发生形变。离子型电活性聚合物往往需要相对较低的电压和较大的电流，能量效率相对较低，需要持续供能来维持形状。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种木材基仿生人工肌肉的制备方法，利用聚合物的电致伸缩性能以及木质基骨架的强度从而得到仿生人工肌肉。
本发明提供的一种木材基仿生人工肌肉的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：取木材进行切片处理，获木片，对所述木片先进行氨处理，再进行脱木素处理；
步骤S2：将所述步骤S1所获得的木片浸入到柠檬酸溶液或柠檬酸盐溶液中进行浸泡处理；
步骤S3：分别配制离子型聚合物的溶液以及聚乙烯醇的DMSO水溶液，并将二者混合均匀，获得聚合物溶液；
步骤S4：将步骤S2所获得的木片置于容器中进行真空处理，再将所述步骤S3所获得的聚合物溶液充满所述容器，解除真空并进行加压处理，使聚合物填充于木片中直至饱和；
步骤S5：将步骤S4所获得的木片放入冷冻冰箱中冷冻，然后取出所述木片在常温解冻；
步骤S6：重复步骤S5的操作5-10次，最后将木片进行洗涤干燥，即可获得所述木材基仿生人工肌肉。
可选地，所述步骤S1中的木材为杨木、桦木、轻木或松木。
可选地，所述步骤S1中的氨处理具体是将所述木片浸泡在浓度为10％～25％的氨水中5min～60min。
可选地，所述步骤S1中的脱木素处理具体是将所述木片浸渍于85～100℃的氢氧化钠/亚硫酸钠水溶液中进行蒸煮处理2h～4h，再将所述木片放入去离子水中洗涤，其中，氢氧化钠的浓度为0.01mol/L～5mol/L，亚硫酸钠的浓度为0.01mol/L～3mol/L。
可选地，所述步骤S2中的柠檬酸盐为柠檬酸三钠，浸泡温度为25～50℃，浸泡时间为1min-60min；
所述柠檬酸溶液或所述柠檬酸盐溶液中的柠檬酸或柠檬酸盐的质量分数为1％～10％。
可选地，所述步骤S3中的离子型聚合物的溶液为质量分数为10％～60％的聚丙烯酸水溶液、聚丙烯酸钠水溶液或聚甲基丙烯酸钠水溶液；
所述聚乙烯醇的DMSO水溶液的质量分数为10％～60％；
所述聚乙烯醇的DMSO水溶液采用以下方法制备：
以聚乙烯醇为溶质，质量分数为20％～50％的DMSO水溶液为溶剂，将溶质加入到溶剂中并将其置于70～90℃的水浴容器中直至聚乙烯醇完全溶解。
可选地，所述步骤S3中，所述离子型聚合物的溶液与所述聚乙烯醇的DMSO水溶液之间的体积比为2:1～4:1。
可选地，所述步骤S4中，真空处理的真空度为0.6～0.8MPa，真空处理的时间为1min～1h；
解除真空后保持1min～20min，再加压至0.6～3MPa，加压处理的时间为10min～6h。
可选地，所述步骤S5中，冷冻的温度为-60℃～-5℃，冷冻时间为12h；
解冻时间为6～10h。
可选地，所述步骤S6中，洗涤是指用蒸馏水浸泡洗涤3～5次；干燥是指在45-60℃条件下干燥12h。
本发明的有益效果：
1.本发明的木材基仿生人工肌肉的制备方法，通过对木材进行脱木素处理，再将聚合物通过真空加压浸渍到木材内部，利用循环冻融技术使聚合物与木材进行物理交联，从而得到人工仿生肌肉。
2.本发明利用循环冻融技术制备木材基人工仿生肌肉不需要引发剂和交联剂，通过物理交联即可获得，制备所得的人工仿生肌肉不仅具有聚合物的弹性和电致伸缩性，也保留了木质基骨架的强度。
3.对本发明所制备的木材基仿生人工肌肉进行电场响应试验，其具有良好的弯曲变形的行为。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明实施例1所提供的一种木材基仿生人工肌肉的制备方法的步骤S1所获得的脱木素后的木片的电镜图；
图2是本发明实施例1所提供的一种木材基仿生人工肌肉的制备方法的步骤S6所获得的仿生人工肌肉的电镜图；
图3是本发明实施例1的经过步骤S1之后即脱木素后的木片与经过步骤S6之后即木材基仿生人工肌肉的红外光谱对比图；
图4是在电场强度为10V/cm条件下的人工肌肉随时间变化的弯曲状态图；
图5是人工肌肉的弯曲角度随电场强度的改变的状态图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
离子型聚合物主要包括电解质聚合物、碳纳米复合材料、离子聚合物和导电聚合物。本实施例中着重列举了离子聚合物和导电聚合物的示例。
导电聚合物是由一些具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的、导电率可从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。在电化学的刺激下，导电聚合物在氧化态时其结构膨胀，在还原态时转变为无规线团而收缩，这样在大幅度的形变下可实现其运动和动作。
离子聚合物通过在电场环境下聚合物中的离子和电解质离子的迁移移动来改变聚合物内部离子浓度，进而促使材料发生局部溶胀和收缩，从而达到驱动材料发生形变的目的。
本发明实施例提供了一种木材基仿生人工肌肉的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：取木材进行切片处理，获木片，对所述木片先进行氨处理，再进行脱木素处理；
木材可以选用杨木、桦木、轻木或松木，对木材进行切片处理，可使其加工成长度均一，切口平整，厚度均匀的备料木片。
对木片进行氨处理具体是将所述木片浸泡在浓度为10％～25％的氨水中5min～60min。
由于木片长时间放置，表层及内部的水分缺失，将其置于氨水中浸泡进行氨处理，可使木片软化，方便后续的脱木素处理。
木素是一种广泛存在于植物体中的无定形结构的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。为了使后续的聚合物更好的浸入到木材内部，本发明实施例采取去除木素的方式，为聚合物提供充分的空间，使得木材与聚合物更好的复合在一起。
本发明实施例中的脱木素处理采用碱液处理，具体是将所述木片浸渍于85～100℃的氢氧化钠/亚硫酸钠水溶液中进行蒸煮处理2h～4h，再将所述木片放入去离子水中洗涤，其中，氢氧化钠的浓度为0.01mol/L～5mol/L，亚硫酸钠的浓度为0.01mol/L～3mol/L。
步骤S2：将所述步骤S1所获得的木片浸入到柠檬酸溶液或柠檬酸盐溶液中进行浸泡处理；
一般木材中，纤维素占40～50％，半纤维素占10～30％，木素占20～30％。去除了木素之后的木片强度可能会减弱，本发明通过将木片浸泡在柠檬酸或柠檬酸盐中，可以影响纤维素和半纤维素分子链的运动，增强分子内部的骨架结构，显著提高木片的力学性能、增加稳定性、降低吸湿性。
其中，柠檬酸盐为柠檬酸三钠，浸泡温度为25～50℃，浸泡时间为1min-60min；
所述柠檬酸溶液或所述柠檬酸盐溶液中的柠檬酸或柠檬酸盐的质量分数为1％～10％。
步骤S3：分别配制离子型聚合物的溶液以及聚乙烯醇的DMSO水溶液，并将二者混合均匀，获得聚合物溶液；
其中，所述步骤S3中的离子型聚合物的溶液为质量分数为10％～60％的聚丙烯酸水溶液、聚丙烯酸钠水溶液或聚甲基丙烯酸钠水溶液，所用溶剂为纯水或蒸馏水；
所述聚乙烯醇的DMSO水溶液的质量分数为10％～60％；
所述聚乙烯醇的DMSO水溶液采用以下方法制备：
以聚乙烯醇为溶质，质量分数为20％～50％的DMSO水溶液为溶剂，将溶质加入到溶剂中并将其置于70～90℃的水浴容器中直至聚乙烯醇完全溶解。
其中，所述步骤S3中，所述离子型聚合物的溶液与所述聚乙烯醇的DMSO水溶液之间的体积比为2:1～4:1。
本发明实施例通过将离子型聚合物与聚乙烯醇预先混合均匀，从而在后续的浸渍过程中聚乙烯醇也将均匀地渗透在木片内部，从而可以增加整体木片的力学性能。
步骤S4：将步骤S2所获得的木片置于容器中进行真空处理，再将所述步骤S3所获得的聚合物溶液充满所述容器，解除真空并进行加压处理，使聚合物填充于木片中直至饱和；
其中，所述步骤S4中，真空处理的真空度为0.6～0.8MPa，真空处理的时间为1min～1h；
解除真空后保持1min～20min，再加压至0.6～3MPa，加压处理的时间为10min～6h。
判断聚合物是否填充饱和是以木片的体积是否继续膨胀为指标进行判断的。
步骤S5：将步骤S4所获得的木片放入冷冻冰箱中冷冻，然后取出所述木片在常温解冻；
其中，所述步骤S5中，冷冻的温度为-60℃～-5℃，冷冻时间为12h；
解冻时间为6～10h。
步骤S6：重复步骤S5的操作5-10次，最后将木片进行洗涤干燥，即可获得所述木材基仿生人工肌肉，
其中，洗涤是指用蒸馏水浸泡洗涤3～5次；干燥是指在45-60℃条件下干燥12h。
本发明利用循环冻融技术制备木材基人工仿生肌肉不需要引发剂和交联剂，通过物理交联即可获得，制备所得的人工仿生肌肉不仅具有聚合物的弹性和电致伸缩性，也保留了木质基骨架的强度。
对本发明所制备的木材基仿生人工肌肉施加电场后，人工肌肉在电解质溶液中溶胀平衡状态被破坏，人工肌肉中的自由离子将朝向反电极的方向移动，并克服人工肌肉内部和界面的摩擦；同时，高分子链的固定电荷位置相对稳定，由于自由离子的运动而干扰离子的均匀分布。因此，这些结果将促进电极之间的离子梯度的形成，离子梯度会影响人工肌肉的均匀结构和机械性能，进一步诱导膨胀压力朝向电场的非平衡状态移动。因此，人工肌肉中正电极的膨胀压力高于负电极的膨胀压力，人工肌肉向负电极弯曲。
实施例1
S1：取杨木木材进行切片处理，获木片，将木片浸泡在浓度为25％的氨水中5min；再将木片浸渍于100℃的氢氧化钠/亚硫酸钠水溶液中进行蒸煮处理2h，再将所述木片放入去离子水中洗涤，其中，氢氧化钠的浓度为5mol/L，亚硫酸钠的浓度为3mol/L。
S2：将木片浸入到质量分数为1％的柠檬酸溶液中进行浸泡处理60min，其中，浸泡温度为50℃；
S3：配制质量分数为60％的聚丙烯酸水溶液；
以聚乙烯醇为溶质，质量分数为50％的DMSO水溶液为溶剂，将溶质加入到溶剂中并将其置于70℃的水浴容器中直至聚乙烯醇完全溶解，其中，聚乙烯醇的DMSO水溶液的质量分数为60％；
将聚丙烯酸水溶液与所述聚乙烯醇的DMSO水溶液按体积比2:1混合均匀，获得聚合物溶液；
S4：将木片置于容器中进行真空处理30min，真空度为0.6MPa，再将聚合物溶液充满所述容器，解除真空后保持10min，再加压至3MPa进行加压处理，加压处理的时间为10min，使聚合物填充于木片中直至饱和；
S5：将木片放入温度为-60℃的冷冻冰箱中冷冻12h，然后取出木片在常温解冻10h；
S6：重复步骤S5的操作10次，最后将木片进行用蒸馏水浸泡洗涤5次，在60℃条件下干燥12h，即可获得所述木材基仿生人工肌肉。
图1示出了本发明实施例1所提供的一种木材基仿生人工肌肉的制备方法的步骤S1所获得的脱木素后的木片的电镜图；图2示出了本发明实施例1所提供的一种木材基仿生人工肌肉的制备方法的步骤S6所获得的仿生人工肌肉的电镜图。结合图1和图2，可以看出，聚乙烯醇与聚丙烯酸经过反复的冷冻再解冻，已完全融合进木片的内部并与之形成较好的连接。
图3是本发明实施例1的经过步骤S1之后即脱木素后的木片与经过步骤S6之后即木材基仿生人工肌肉的红外光谱对比图。参见图1，脱木素后的木片的羟基的吸收峰在3410cm-1，木材基仿生人工肌肉的羟基的吸收峰在3345cm-1，羟基吸收峰向低波数移动，说明在聚合物与木片复合的过程中，聚乙烯醇分子上的羟基、木片上富含的羟基与离子型聚合物上的羧基或羧基衍生物基团形成了强烈的氢键；与脱木素木片的红外光谱相比，由聚丙烯酸羧基衍生的木材基仿生人工肌肉的红外光谱子1705cm-1处发生了C＝O的拉伸振动，在1461cm-1处的峰值为－CH2－的振动，在1060～1155cm-1处的C－OH拉伸振动增强，这是聚乙烯醇的缘故。以上化学键的变化说明了聚乙烯醇与聚丙烯酸结合在脱木素的木片上，这些形成的氢键在木材基仿生人工肌肉中起着物理交联的作用，从而形成具有一定强度的木材基仿生人工肌肉。
实施例2
S1：取轻木材进行切片处理，获木片，将木片浸泡在浓度为20％的氨水中40min；再将木片浸渍于85℃的氢氧化钠/亚硫酸钠水溶液中进行蒸煮处理2.5h，再将所述木片放入去离子水洗涤，其中，氢氧化钠的浓度为4mol/L，亚硫酸钠的浓度为2mol/L。
S2：将木片浸入到质量分数为2％的柠檬酸溶液中进行浸泡处理40min，其中，浸泡温度为40℃；
S3：配制质量分数为30％的聚丙烯酸钠水溶液；
以聚乙烯醇为溶质，质量分数为30％的DMSO水溶液为溶剂，将溶质加入到溶剂中并将其置于80℃的水浴容器中直至聚乙烯醇完全溶解，其中，聚乙烯醇的DMSO水溶液的质量分数为30％；
将聚丙烯酸钠水溶液与所述聚乙烯醇的DMSO水溶液按体积比3:1混合均匀，获得聚合物溶液；
S4：将木片置于容器中进行真空处理1min，真空度为0.8MPa，再将聚合物溶液充满所述容器，解除真空后保持20min，再加压至2MPa进行加压处理，加压处理的时间为1h，使聚合物填充于木片中直至饱和；
S5：将木片放入温度为-38℃的冷冻冰箱中冷冻12h，然后取出木片在常温解冻8h；
S6：重复步骤S5的操作10次，最后将木片进行用蒸馏水浸泡洗涤3次，在50℃条件下干燥12h，即可获得所述木材基仿生人工肌肉。
实施例3
S1：取松木木材进行切片处理，获木片，将木片浸泡在浓度为15％的氨水中30min；再将木片浸渍于90℃的氢氧化钠/亚硫酸钠水溶液中进行蒸煮处理3h，再将所述木片放入去离子水中洗涤，其中，氢氧化钠的浓度为1mol/L，亚硫酸钠的浓度为1mol/L。
S2：将木片浸入到质量分数为5％的柠檬酸三钠溶液中进行浸泡处理30min，其中，浸泡温度为25℃；
S3：配制质量分数为20％的聚甲基丙烯酸钠水溶液；
以聚乙烯醇为溶质，质量分数为25％的DMSO水溶液为溶剂，将溶质加入到溶剂中并将其置于80℃的水浴容器中直至聚乙烯醇完全溶解，其中，聚乙烯醇的DMSO水溶液的质量分数为30％；
将聚甲基丙烯酸钠溶液与所述聚乙烯醇的DMSO水溶液按体积比2:1混合均匀，获得聚合物溶液；
S4：将木片置于容器中进行真空处理1h，真空度为0.8MPa，再将聚合物溶液充满所述容器，解除真空后保持1min，再加压至1MPa进行加压处理，加压处理的时间为3h，使聚合物填充于木片中直至饱和；
S5：将木片放入温度为-20℃的冷冻冰箱中冷冻12h，然后取出木片在常温解冻7h；
S6：重复步骤S5的操作8次，最后将木片进行用蒸馏水浸泡洗涤4次，在60℃条件下干燥12h，即可获得所述木材基仿生人工肌肉。
实施例4
S1：取桦木木材进行切片处理，获木片，将木片浸泡在浓度为10％的氨水中60min；再将木片浸渍于95℃的氢氧化钠/亚硫酸钠水溶液中进行蒸煮处理4h，再将所述木片放入去离子水中洗涤，其中，氢氧化钠的浓度为0.01mol/L，亚硫酸钠的浓度为0.01mol/L。
S2：将木片浸入到质量分数为10％的柠檬酸三钠溶液中进行浸泡处理1min，其中，浸泡温度为50℃；
S3：配制质量分数为10％的聚甲基丙烯酸水溶液；
以聚乙烯醇为溶质，质量分数为20％的DMSO水溶液为溶剂，将溶质加入到溶剂中并将其置于90℃的水浴容器中直至聚乙烯醇完全溶解，其中，聚乙烯醇的DMSO水溶液的质量分数为10％；
将聚甲基丙烯酸水溶液与所述聚乙烯醇的DMSO水溶液按体积比4:1混合均匀，获得聚合物溶液；
S4：将木片置于容器中进行真空处理10min，真空度为0.7MPa，再将聚合物溶液充满所述容器，解除真空后保持10min，再加压至0.6MPa进行加压处理，加压处理的时间为6h，使聚合物填充于木片中直至饱和；
S5：将木片放入温度为-5℃的冷冻冰箱中冷冻12h，然后取出木片在常温解冻6h；
S6：重复步骤S5的操作5次，最后将木片进行用蒸馏水浸泡洗涤5次，在45℃条件下干燥12h，即可获得所述木材基仿生人工肌肉。
实施例5
对实施例1所制备的木材基仿生人工肌肉进行电场响应测试。
将制备完成的人工肌肉裁切成长×宽为30mm×5mm的形状，在去离子水中浸泡后，再固定在测试装置上的两石墨电极之间，两石墨电极间距离可调，测试装置中装有质量分数为2％的硫酸钠溶液，外接直流稳压稳流电源，调至所需的电场强度，接通电源开关，记录人工肌肉在不同电场下的弯曲情况。
图4是在电场强度为10V/cm条件下的人工肌肉随时间变化的弯曲状态图。参见图4，可以看到，人工肌肉随着时间的推移逐渐发生偏转，并在其弯曲角度达到90°停止，所用时间为14s。
图5是人工肌肉的弯曲角度随电场强度的改变的状态图。参见图5，随着电场强度的增加，人工肌肉弯曲至90°所需的时间逐渐减少。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (3)

1.一种木材基仿生人工肌肉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：取木材进行切片处理，获木片，对所述木片先进行氨处理，再进行脱木素处理，所述氨处理具体是将所述木片浸泡在浓度为10％～25％的氨水中5min～60min，所述脱木素处理具体是将所述木片浸渍于85～100℃的氢氧化钠/亚硫酸钠水溶液中进行蒸煮处理2h～4h，再将所述木片放入去离子水中洗涤，其中，氢氧化钠的浓度为0.01mol/L～5mol/L，亚硫酸钠的浓度为0.01mol/L～3mol/L；
步骤S2：将所述步骤S1所获得的木片浸入到柠檬酸溶液或柠檬酸盐溶液中进行浸泡处理，所述柠檬酸盐为柠檬酸三钠，浸泡温度为25～50℃，浸泡时间为1min-60min；所述柠檬酸溶液或所述柠檬酸盐溶液中的柠檬酸或柠檬酸盐的质量分数为1％～10％；
步骤S3：分别配制离子型聚合物的溶液以及聚乙烯醇的DMSO水溶液，并将二者按体积比2:1～4:1混合均匀，获得聚合物溶液，所述离子型聚合物的溶液为质量分数为10％～60％的聚丙烯酸水溶液、聚丙烯酸钠水溶液或聚甲基丙烯酸钠水溶液；所述聚乙烯醇的DMSO水溶液的质量分数为10％～60％；所述聚乙烯醇的DMSO水溶液采用以下方法制备：以聚乙烯醇为溶质，质量分数为20％～50％的DMSO水溶液为溶剂，将溶质加入到溶剂中并将其置于70～90℃的水浴容器中直至聚乙烯醇完全溶解；
步骤S4：将步骤S2所获得的木片置于容器中进行真空处理，再将所述步骤S3所获得的聚合物溶液充满所述容器，解除真空并进行加压处理，使聚合物填充于木片中直至饱和，所述真空处理的真空度为0.6～0.8MPa，真空处理的时间为1min～1h；解除真空后保持1min～20min，再加压至0.6～3MPa，加压处理的时间为10min～6h；
步骤S5：将步骤S4所获得的木片放入冷冻冰箱中冷冻，冷冻的温度为-60℃～-5℃，冷冻时间为12h，然后取出所述木片在常温解冻，解冻时间为6～10h；
步骤S6：重复步骤S5的操作5-10次，最后将木片进行洗涤干燥，即可获得所述木材基仿生人工肌肉。
2.根据权利要求1所述的木材基仿生人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的木材为杨木、桦木、轻木或松木。
3.根据权利要求1所述的木材基仿生人工肌肉的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中，洗涤是指用蒸馏水浸泡洗涤3～5次；干燥是指在45-60℃条件下干燥12h。
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