CN116218118A - 准固态凝胶电解质、其制备方法以及人工肌肉组合体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种准固态凝胶电解质、其制备方法以及人工肌肉组合体。所述准固态凝胶电解质包括液态电解质以及聚合物，液态电解质包括碳酸丙烯酯和1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐，聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯。所述制备方法包括：将电解质与聚合物混合后加热搅拌；电解质与聚合物互溶后，降温获得人工肌肉用的准固态凝胶电解质。本发明所提供的准固态凝胶电解质中的粘度较大，且具有一定流动性，比较适合人工肌肉纤维的运动，在易于封装的同时，还最大程度地发挥了人工肌肉纤维的驱动性能；此外，本发明所提供的制备方法采用一步法直接制备，简便易行，减少了制备步骤，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及人工肌肉技术领域，尤其涉及一种准固态凝胶电解质、其制备方法以及人工肌肉组合体。
背景技术
纤维驱动器是指由纤维材料构成、组装而成的可以响应外界刺激而进行运动的一种驱动器。未来的软体机器人、人造外骨骼等，都需要类似于自然骨骼肌的驱动器来作为它们的驱动单元，而纤维状的人造驱动器收缩量大，做功能力强，相较于其它驱动材料更相近于自然骨骼肌的构造，使之在柔性机器人领域有着良好的应用前景。
电化学驱动作为一种高效高频的驱动方式，不似热驱动所受卡诺循环的制约，理论上有着更高的能量转化效率。但是目前大多数电化学驱动人工肌肉纤维都必须在液态的电解池中才能进行驱动，能够使人工肌肉纤维驱动性能较为优的液态电解质体系一般由离子液体混合有机溶剂构成，如使用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐混合碳酸丙烯酯、四乙基四氟硼酸铵混合碳酸丙烯酯等电解质液体系。但是液态电解质液体系封装困难，以至于难以实际应用，所以构筑固态电解质体系以应用于电化学驱动的方法应际而生。目前常见的两种构筑固态电解质体系的方法有：(1)使用静电纺丝法将导电聚合物纺丝到碳纳米管纤维表面，将离子液体与之混合，从而形成固态电解质。(2)通过导电聚合物与液态电解质液发生互溶、交联等可以形成凝胶的物理或化学过程来形成可以充当电解质的凝胶。
如图1a所示，静电纺丝法的具体过程是，将导电聚合物通过静电纺丝在碳纳米管纤维表面纺丝形成一层纳米纤维层，该纳米纤维层由于其拥有疏松多孔的结构，所以可以通过毛细力吸附离子液体，并借导电聚合物的导电性能构筑了固态电解质体系。但是该方法由于纳米纤维层为了储存足够量的离子液体，整体较厚，制约了真正起到驱动作用的碳纳米管纤维的运动。
如图1b所示，凝胶法的具体过程是将导电聚合物与液态电解质相混合，有些导电聚合物可以在溶剂的作用下与液态电解质相溶，随着溶剂的挥发或者改变了外界环境从而形成凝胶；有些单体可以同液态电解质之间发生交联反应，从而形成导电聚合物-电解质交联凝胶，但是由于不同凝胶的性状不同，对纤维驱动、封装性能都有所影响，如“果冻型”凝胶由于其毫无流动性使封装较为困难；部分交联型凝胶又由于过于固态而产生影响纤维运动等问题。
总结而言，现有技术所提供的凝胶法无法实现在便于封装的同时，获得优异的人工肌肉驱动性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种准固态凝胶电解质、其制备方法以及人工肌肉组合体。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
第一方面，本发明提供了一种准固态凝胶电解质，用于人工肌肉，其包括液态电解质以及聚合物，所述液态电解质包括碳酸丙烯酯和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯。
第二方面，本发明还提供一种准固态凝胶电解质的制备方法，包括：
将电解质与聚合物混合后加热搅拌，所述电解质包括碳酸丙烯酯和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯；
所述电解质与聚合物互溶后，降温获得人工肌肉用的准固态凝胶电解质。
第三方面，本发明还提供一种人工肌肉组合体，包括依次欧姆接触的人工肌肉纤维、电解质以及对电极，所述电解质选自上述准固态凝胶电解质。
基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明所提供的准固态凝胶电解质中，氟硼酸盐与碳酸丙烯酯的溶剂化离子在电压作用下能够往复进入人工肌肉纤维当中引起体积变化而促发收缩与恢复运动的，其中聚甲基丙烯酸甲酯作为一个易与碳酸丙烯酯互溶的物质，起到了成胶的作用，进而使得该凝胶的粘度较大，且还具有一定流动性，比较适合人工肌肉纤维的运动，能够以任意形式进行封装，且在易于封装的同时，还最大程度地发挥了人工肌肉纤维的驱动性能。
此外，本发明所提供的准固态凝胶电解质的制备方法采用一步法直接制备，简便易行，减少了制备步骤，具有广阔的应用前景。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
图1a是本发明背景技术提供的现有技术中的纺丝法人工肌肉制备过程示意图；
图1b是本发明背景技术提供的现有技术中的凝胶法人工肌肉制备过程示意图；
图2是本发明一典型实施案例提供的准固态凝胶电解质的制备方法的流程示意图；
图3是本发明一典型实施案例提供的准固态凝胶电解质人工肌肉体系以及驱动性能测试装置的结构示意图；
图4是本发明一典型实施案例提供的准固态凝胶电解质人工肌肉在不同PMMA质量占比下的缩量变化对比测试图；
图5是本发明另一典型实施案例提供的准固态凝胶电解质人工肌肉在不同负载应力下驱动量的变化规律测试图；
图6是本发明又一典型实施案例提供的准固态凝胶电解质人工肌肉在不同正电压下收缩量的变化规律测试图；
图7是本发明又一典型实施案例提供的不同浓度的液态电解质所得的准固态凝胶电解质的粘度变化曲线图。
附图标记说明：1、准固态凝胶电解质；2、人工肌肉纤维；3、玻璃纤维隔膜；4、碳纳米管薄膜；5、定滑轮；6、负载应力；7、非接触式位移监测系统。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
参见图2和图3，本发明实施例的一个方面提供的一种准固态凝胶电解质1，用于人工肌肉，包括液态电解质以及聚合物，所述液态电解质包括碳酸丙烯酯和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯。
现有技术提供了一些凝胶法制备人工肌肉的方法，例如采用四乙基四氟硼酸铵与碳酸丙烯酯混合配制电解质溶液，然后将电解质溶液与偏氟乙烯六氟丙烯的聚合物溶液混合后制备离子凝胶，然后利用该离子凝胶形成碳纳米管人工肌肉的技术方案。
而本发明实施例所提供的技术方案与上述现有有机凝胶的区别在于，人工肌肉纤维2，例如碳纳米管人工肌肉束在本发明所提供的准固态凝胶当中有较大的驱动性能，同时还非常便于封装成型，这一点是其它现有凝胶无法实现的，究其原因是PC(碳酸丙烯酯，下同)与EMI·BF4(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，下同)作为活性组分，施加正负电压时BF4离子与PC的溶剂化离子往复进入碳纳米管人工肌肉当中引起体积变化而促发收缩与恢复运动。其中PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，下同)作为一个易与PC互溶的物质，起到了成胶的作用，在本发明的实验中，同时证明该凝胶的粘度较大，且具有一定流动性，比较适合人工肌肉的运动，在易于封装的同时，能够最大程度地发挥了人工肌肉的性能。
而上述现有技术中的PVDF-HFP所构成的凝胶没有流动性，属于本发明背景技术所提到的“果冻型”凝胶，封装较为困难，而且人工肌肉的驱动性能较差。更明显的是，本发明所提供的技术方案中，不同于上述现有技术，封装无需模具，无需呈薄膜状，可任意封装。
在上述整体方案的基础上，在一些实施方案中，所述聚甲基丙烯酸甲酯为通用型射出级，优选购自阿拉丁试剂。
在一些实施方案中，所述准固态凝胶电解质1的在剪切速率为20s-1时粘度可以为25-35Pa·s。
在一些实施方案中，所述液态电解质中1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的浓度可以为大于0小于1的任意值。
在一些实施方案中，所述液态电解质中1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的浓度优选可以为0.8-1.0mol/L。
在一些实施方案中，所述准固态凝胶电解质1中聚甲基丙烯酸甲酯的质量分数可以为任意值。
在一些实施方案中，聚甲基丙烯酸甲酯的质量分数优选可以为18-22％。
优选上述浓度与质量分数使得本发明所制得的人工肌肉体系的驱动量得到更加明显的优化。
继续参见图2，本发明实施例的另一方面提供的一种准固态凝胶电解质1的制备方法，包括如下的步骤：
将电解质与聚合物混合后加热搅拌，所述电解质包括碳酸丙烯酯和l-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯。
所述电解质与聚合物互溶后，降温获得人工肌肉用的准固态凝胶电解质1。
作为上述技术方案的一些典型的应用示例，上述制备方法可以采用如下的过程得以具体实施：
本发明的目的在于发明一种驱动性能优异、封装简单的凝胶电解质/人工肌肉体系，该方法具体过程如下：将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMI·BF4)/碳酸丙烯酯(PC)混合后加热相溶后冷却形成高粘度且具有一定流动性的有机凝胶。
在一些实施方案中，所述加热搅拌的温度可以为85-105℃，时间可以为3-6h。
更为具体的实施方案中，可以将一定浓度的EMI·BF4/PC与PMMA颗粒按一定的质量比混合之后，加热至105℃，并恒温搅拌5小时，直至所有PMMA与EMI·BF4/PC互溶后，自然降温到室温，即可得到高粘度且具有流动性的准固态凝胶电解质1。
且需要说明的是，上述加热及搅拌的温度和时间并非仅限于上述示例的范围，只要能够实现均匀混合，且加热不对高分子等组分造成破坏均可实现本发明的技术效果。
参见图3，本发明实施例的第三个方面提供的一种人工肌肉组合体，包括依次欧姆接触的人工肌肉纤维2、电解质以及对电极，所述电解质选自上述任一实施方式所提供的，或上述制备方法所制得的准固态凝胶电解质1。
在一些实施方案中，所述电解质中设置有隔膜，所述隔膜将所述人工肌肉纤维2与对电极分隔。
在一些实施方案中，所述人工肌肉纤维2具有过度加捻的螺旋结构。
在一些实施方案中，所述人工肌肉纤维2的材质选自碳纳米管。
在一些实施方案中，所述对电极选自碳纳米管薄膜4。
在一些实施方案中，所述隔膜选自玻璃纤维隔膜3。
在一些实施方案中，所述人工肌肉组合体还包括封装体，所述人工肌肉纤维2、电解质以及对电极封装于所述封装体中，且所述封装体至少在所述人工肌肉纤维2的长度方向上能够伸缩。
作为上述技术方案的一些典型的应用示例，继续如图3所示，上述人工肌肉组合体的构建方法可以采用如下的过程得以具体实施：
将碳纳米管人工肌肉纤维2放置在上述提供的准固态凝胶电解质1内，并通过玻璃纤维隔膜3将人工肌肉纤维2与作为对电极的碳纳米管薄膜4相隔开，并将整个体系封装于硅胶管中，其中碳纳米管人工肌肉纤维2作为工作电极，碳纳米管薄膜4作为对电极。在工作电极和对电极之间施加一定的正电压时，悬挂了一定负载的人工肌肉纤维2会产生收缩运动；施加负电压时，人工肌肉纤维2会伸长回原长。
在一些实施方案中，所述人工肌肉组合体的驱动电压可以为3.5-5.5V。
在一些实施方案中，所述人工肌肉组合体的负向驱动电压例如可以为-1.5至-1V。
在一些实施方案中，所述人工肌肉组合体的驱动频率可以在0.05Hz以上。
在一些实施方案中，所述人工肌肉组合体的负载应力6最好是大于1MPa。
作为上述技术方案的一些典型应用实例，本发明提出了一种准固态凝胶电解质1/人工肌肉体系，并搭建了测试该体系驱动性能的装置，如图3所示。其中包括封装于硅胶管内的PMMA/EMI BF4/PC准固态凝胶电解质1、碳纳米管人工肌肉纤维2、玻璃纤维隔膜3、碳纳米管薄膜4、定滑轮5、负载应力6、非接触式位移监测系统7。所示测试体系中所搭载的凝胶电解质/人工肌肉体系由碳纳米管人工肌肉、PMMA/EMI BF4/PC凝胶电解质、碳纳米管薄膜4、玻璃纤维隔膜3组成一个两电极体系，工作电极为碳纳米管人工肌肉，对电极为碳纳米管薄膜4。当在工作电极与对电极之间施加正电压时，阴离子会随着电压的作用而嵌入到碳纳米管人工肌肉纤维2中去，大量的离子嵌入引起了巨大的体积变化，从而引发人工肌肉纤维2的收缩运动；当在工作电极与对电极之间施加负电压时，嵌入到碳纳米管人工肌肉纤维2中的阴离子由于电势的变化从而脱出人工肌肉纤维2，体积骤然缩小，从而使之在负载应力6的作用下恢复到原长。其运动位移的大小由非接触式位移监测系统7监测，并以运动位移除以人工肌肉纤维2的原长可得到驱动量。
其中EMI BF4/PC的浓度，PMMA与EMI BF4/PC液体的质量比均会对凝胶的性状产生影响进而影响人工肌肉纤维2的驱动性能；在驱动性能测试过程中施加的电压、频率、负载应力6也会影响到人工肌肉纤维2的驱动性能。
在其中一些优选的具体实施案例中，EMI BF4/PC浓度最好应为0.5-1.2mol/L。PMMA所占的质量比应最好为15-25％。施加的正电压范围最好为3.5-5.5V，施加的负电压最好为-1.5V。施加的频率应为高于0.05Hz。施加负载应力6应大于1MPa。
但需要说明的是，关于人工肌肉纤维2的选择、隔膜的选择，以及对电极(碳纳米管薄膜4)的选择，并非仅限于上述具体示例的范围，这是由于，本发明主要是改进了上述人工肌肉体系所用的凝胶电解质，而只要是能够与溶剂化离子产生电化学物理吸附进而引致形变的纤维体均可以作为本发明的人工肌肉纤维，而不限于具体的加捻碳纳米管纤维；同样对于隔膜和对电极而言，可以理解的，实现相应的电化学功能即可，不必局限于上述示例的具体选择。
基于上述技术方案，本发明能够产生如下技术效果：
1、本发明所提供的凝胶电解质制备方法简单易行。
2、本发明所提供的人工肌肉/凝胶电解质体系简单易制，且稳定性佳。
3、本发明所提供的人工肌肉/凝胶电解质的驱动性能优。
4、本发明所提供的人工肌肉/凝胶电解质封装简便。
以下通过若干实施例并结合附图进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1
本实施例示例一准固态凝胶电解质1的制备、人工肌肉组合体的搭建以及性能测试过程，具体如下所示：
采用上述示例的方法，将选定浓度的EMI·BF4/PC与PMMA颗粒按选定的质量比混合之后，加热至105℃，并恒温搅拌5小时，直至所有PMMA与EMI·BF4/PC互溶后，自然降温到室温，即可得到高粘度且具有流动性的准固态凝胶电解质1。
将人工肌肉/凝胶电解质测试体系搭建完毕。将碳纳米管人工肌肉铺设在玻璃纤维隔膜3的上方并作为工作电极，在玻璃纤维隔膜3下方铺设碳纳米管薄膜4作为对电极，将整个两电极系统固定在装有PMMA/EMI BF4/PC凝胶电解质的硅胶管中。其中EMI BF4/PC中的溶质浓度为1.0mol/L。
在本实施例中，通过改变PMMA与EMI BF4/PC的质量比制备出不同性状的凝胶电解质，并将相同状态的碳纳米管人工肌肉-碳纳米管薄膜4的两电极体系分别置于三种不同PMMA质量比的凝胶电解质当中。
通过电化学工作站施加电压，具体参数为：负电压：-1.5V，正电压：5V，频率：0.1Hz，负载应力6：10MPa。最终得到不同PMMA质量占比下收缩量的变化规律，其结果如图4所示。
从中可以看出，最佳的PMMA质量占比为20％左右，实际操作中一般控制在19-21％之间能够取得最佳效果。
实施例2
本实施例示例一准固态凝胶电解质1的制备过程以及人工肌肉体系的搭建与测试过程，与实施例1大体相同，区别主要在：
将人工肌肉/凝胶电解质测试体系搭建完毕，将碳纳米管人工肌肉铺设在玻璃纤维隔膜3的上方并作为工作电极，在玻璃纤维隔膜3下方铺设碳纳米管薄膜4作为对电极，将整个两电极系统固定在装有PMMA/EMI BF4/PC凝胶电解质的硅胶管中，其中EMI BF4/PC浓度为1.0mol/L，该凝胶电解质中PMMA的质量占比为20％。
改变人工肌肉纤维2所悬挂负载的大小，探究不同负载应力6对人工肌肉纤维2收缩量大小的影响。用电化学工作站对人工肌肉纤维2与碳纳米管薄膜4之间反复施加正电压与负电压。具体参数为：负电压：-1.5V，正电压：5V，频率：0.1Hz。不断的向人工肌肉纤维2增加负载应力6直至人工肌肉纤维2无法承载拉力而断开，得到施加不同负载应力6对应的收缩量的变化规律，如图5所示。
实施例3
本实施例示例一准固态凝胶电解质1的制备过程以及人工肌肉体系的搭建与测试过程，与实施例1大体相同，区别主要在：
将人工肌肉/凝胶电解质测试体系搭建完毕。将碳纳米管人工肌肉铺设在玻璃纤维隔膜3的上方并作为工作电极，在玻璃纤维隔膜3下方铺设碳纳米管薄膜4作为对电极，将整个两电极系统固定在装有PMMA/EMI BF4/PC凝胶电解质的硅胶管中，其中EMI BF4/PC浓度为1.0mol/L，该凝胶电解质中PMMA的质量占比为20％。
改变施加在人工肌肉纤维2与碳纳米管薄膜4之间的正电压大小，探究不同正电压对人工肌肉纤维2收缩量大小的影响。用电化学工作站对人工肌肉纤维2与碳纳米管薄膜4之间反复施加不同的正电压与固定的负电压。具体参数为：负电压：-1.5V，频率：0.1Hz，负载应力6为10MPa。从低电压增加至高电压，驱动性能从无到有，直至纤维无法再承受更高的电压而断开，得到施加不同正电压收缩量的变化规律，其结果如图6所示。
实施例4
本实施例示例一准固态凝胶电解质1的制备过程以及人工肌肉体系的搭建与测试过程，与实施例1大体相同，区别主要在：
制备PMMA/EMI BF4/PC凝胶过程中，改变EMI BF4/PC浓度的大小，探究液态电解质浓度改变对粘度大小的影响。分别配制0.5mol/L，0.7mol/L，1.0mol/L，1.2mol/L，1.5mol/L的EMI BF4/PC并分别与质量占比为20％的PMMA颗粒混合，在105℃下恒温加热搅拌5小时，后冷却至室温，得到不同粘度的凝胶。
由于1.5mol/L浓度下的凝胶几乎呈纯固态，无法应用且无法测试粘度，最终得到不同浓度EMI BF4/PC对所制得凝胶粘度的影响，其结果如图7所示。
对比例1
本对比例示例现有技术中的凝胶电解质的制备过程以及人工肌肉体系的搭建，具体如下所示：
采用与实施例1等同浓度和质量比的碳酸乙烯酯、四丁基四氟硼酸铵和聚偏氟乙烯六氟丙烯来配制凝胶电解质。
采用模具法来构建薄膜状的人工肌肉组合体，其中的人工肌肉纤维2是与实施例1相同材质和尺寸的。
采用与实施例1相同的方法进行驱动性能的测试，发现其在同样的PMMA质量占比下人工肌肉纤维2收缩量显著低于实施例1，例如20wt％对应的收缩量仅仅为16％，这显著低于实施例1中的35％左右。
上述对比例说明，本发明中所采用的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的选择是独特的，在长期实验中发现，只有该硼酸盐能和PC产生较好的溶剂化作用，并且溶剂化离子尺寸大小非常合适于构建凝胶型人工肌肉纤维体系。而经过大量尝试，除上述对比例1以外的其它的硼酸盐、有机溶剂混合依然达不到与本发明实施例等同或近似的技术效果。
由此，基于上述实施例以及对比例，可以明确，本发明实施例所提供的准固态凝胶电解质1中，氟硼酸盐与碳酸丙烯酯的溶剂化离子在电压作用下能够往复进入人工肌肉纤维2当中引起体积变化而促发收缩与恢复运动的，其中聚甲基丙烯酸甲酯作为一个易与碳酸丙烯酯互溶的物质，起到了成胶的作用，该凝胶的粘度较大，且具有一定流动性，比较适合人工肌肉纤维2的运动，能够以任意形式进行封装，且在易于封装的同时，还最大程度地发挥了人工肌肉纤维2的驱动性能。
此外，本发明实施例所提供的准固态凝胶电解质1的制备方法采用一步法直接制备，简便易行，减少了制备步骤，具有广阔的应用前景。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种准固态凝胶电解质，用于人工肌肉，包括液态电解质以及聚合物，其特征在于，所述液态电解质包括碳酸丙烯酯和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的准固态凝胶电解质，其特征在于，所述准固态凝胶电解质在剪切速率为20s-1时的粘度为25-35Pa·s。
3.根据权利要求1所述的准固态凝胶电解质，其特征在于，所述液态电解质中1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的浓度为大于0且小于1的任意值；
优选的，所述液态电解质中1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的浓度为0.8-1.0mol/L；
和/或，所述准固态凝胶电解质中聚甲基丙烯酸甲酯的质量分数为任意值；
优选的，聚甲基丙烯酸甲酯的质量分数为18-22％。
4.一种准固态凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括：
将电解质与聚合物混合后加热搅拌，所述电解质包括碳酸丙烯酯和l-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯；
所述电解质与聚合物互溶后，降温获得人工肌肉用的准固态凝胶电解质。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌的温度为85-105℃，时间为3-6h。
6.一种人工肌肉组合体，包括依次欧姆接触的人工肌肉纤维、电解质以及对电极，其特征在于，所述电解质选自权利要求1-3中任意一项所述的准固态凝胶电解质。
7.根据权利要求6所述的人工肌肉组合体，其特征在于，所述电解质中设置有隔膜，所述隔膜将所述人工肌肉纤维与对电极分隔。
8.根据权利要求7所述的人工肌肉组合体，其特征在于，所述人工肌肉纤维具有过度加捻的螺旋结构；
优选的，所述人工肌肉纤维的材质选自碳纳米管。
9.根据权利要求8所述的人工肌肉组合体，其特征在于，所述对电极选自碳纳米管薄膜；
和/或，所述隔膜选自玻璃纤维隔膜；
优选的，所述人工肌肉组合体还包括封装体，所述人工肌肉纤维、电解质以及对电极封装于所述封装体中，且所述封装体至少在所述人工肌肉纤维的长度方向上能够伸缩。
10.根据权利要求6所述的人工肌肉组合体，其特征在于，所述人工肌肉组合体的正向驱动电压为3.5-5.5V；
优选的，所述人工肌肉组合体的负向驱动电压为-1.5至-1V；
和/或，所述人工肌肉组合体的驱动频率在0.05Hz以上；
和/或，所述人工肌肉组合体的负载应力大于1MPa。
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