可編程刺激響應(yīng)水凝膠已經(jīng)迅速發(fā)展用于各種復(fù)雜的仿生致動(dòng)，但它們通常只能編程一次。浙江大學(xué)楊栩旭、臺(tái)州學(xué)院肖圣威、海南大學(xué)馬春新等人通過分別在聚丙烯酰胺-石墨烯（PAAm-G）基底水凝膠第一網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)表面上紫外聚合聚甲基丙烯酸鈉（PMAA-Na）和聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）第二網(wǎng)絡(luò)，探索了一種具有雙面雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（光熱響應(yīng)FLH-1和pH響應(yīng)FLH-2）的扁蟲狀水凝膠（FLH）。
首先，石墨烯既可以控制UV聚合表面第二網(wǎng)絡(luò)的厚度，又可以賦予FLH高效的光熱轉(zhuǎn)換，用于近紅外光（NIR）響應(yīng)驅(qū)動(dòng)。更重要的是，與常見的pH/光熱雙響應(yīng)致動(dòng)水凝膠不同，一個(gè)FLH可以通過pH響應(yīng)FLH-2設(shè)計(jì)成各種原始形狀，用于通過FLH-1進(jìn)行可重新編程的NIR響應(yīng)多模復(fù)合致動(dòng)。
最后，F(xiàn)LH-1和FLH-2可以通過第二網(wǎng)絡(luò)和第一網(wǎng)絡(luò)之間的扁平蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的相互滲透結(jié)構(gòu)牢固地結(jié)合在一起，使FLH具有出色的穩(wěn)定性，能夠承受復(fù)雜的變形。因此，通過FLH-2可重新編程的原始形狀和FLH-1的NIR響應(yīng)驅(qū)動(dòng)的協(xié)同作用，可以為一個(gè)FLH提供高級(jí)仿生設(shè)備的多模式驅(qū)動(dòng)。這項(xiàng)工作可以通過非接觸式設(shè)計(jì)具有兩個(gè)刺激響應(yīng)層的可重新編程水凝膠，為多模式復(fù)雜致動(dòng)提供一種通用方法，這也將激發(fā)對(duì)其他可重新編程智能材料的探索。
參考文獻(xiàn)：
Y. Sun, L. Chen, Z. Zeng, T. Wang, K. Zhang, Y. Sun, L. Yang, X. Feng, Q. Sun, C. Ma, S. Xiao, Z. Liu, J. Liu, X. Yang, A Flatworm-Like Hydrogel with Surface Double-Network Structure for Re-Programmable Multimode Actuations. Adv. Funct. Mater. 2024, 2410348.
https://doi.org/10.1002/adfm.202410348
