能夠響應外部刺激重新配置的環境適應性水凝膠在生物激勵驅動和軟機器人方面顯示出巨大的潛力。先前的工作主要集中在非均勻結構水凝膠的復雜設計或外部刺激的復雜操作上,在恒定刺激下實現均勻水凝膠的自我調節反轉形狀變形一直是一項挑戰。鑒于此,來自中國科學技術大學高分子科學與工程系的Chuang Li研究出同時含有兩種螺吡喃的結構均勻水凝膠的分子設計,當受到恒定的光照時,它們表現出自我調節的瞬時變形逆轉。
文章要點:
1) 該研究證實變形逆轉機制源于兩種共存的螺吡喃在輻照時的分子順序遞減-上升電荷變化,導致水凝膠的宏觀體積收縮-膨脹;
2) 此外,研究出的水凝膠膜致動器,以在恒定光照下顯示復雜的臨時雙向形狀轉換和自我調節的反向滾動,這代表了一種創新策略,用于使用單一恒定刺激對均質水凝膠的復雜形狀轉換進行編程。
參考資料:
Guo, K., Yang, X., Zhou, C. et al. Self-regulated reversal deformation and locomotion of structurally homogenous hydrogels subjected to constant light illumination. Nat. Commun.(2024).
10.1038/s41467-024-46100-6
https://doi.org/10.1038/s41467-024-46100-6