课题组在Nature发表论文：定时开机的水凝胶“变形金刚”
编辑：group5 时间：2023-09-14 09:46:50 访问次数:2156
刺激响应型变形聚合物在软机器人、医疗设备、航空航天结构和柔性电子等新兴应用领域展现出独特的前景。它们的外部触发变形行为对许多设备应用提供了不可或缺的按需可控性。然而，在植入式医疗设备等要求苛刻的应用中，实现外部触发（例如加热或光）在实际应用中已经成为最大的挑战。某些变形聚合物依赖自然存在的刺激（例如植入式设备中的人体温度）作为触发器。虽然它们不需要外部刺激，但也失去了主动控制恢复行为的能力。自然触发但可主动控制的形变行为具有很大吸引力，然而这两个属性之间存在相互冲突。能否完成同时具备这两种特点的变形呢？
近期，谢涛教授和赵骞教授团队通过一种可4D打印的形状记忆水凝胶实现了这一目标。这种水凝胶通过相分离发挥作用，其形状变换动力学由内部质量扩散主导，而不是由普通形状记忆聚合物的热传输主导。这种水凝胶可在自然环境温度下发生形状转换，特点是经历一段延时期再开始形状恢复。在器件编程过程中，可通过改变相分离的程度对这一延迟进行编程，这为变形控制提供了一种独特的机制。
研究团队认为，这类定时变形效应有望在深空深海、生物工程等领域发挥独特的作用。因为在许多场合中，“定时响应”是比“即时响应”更优的解决方案。相关成果以“Shape memory polymer with programmable recovery onset”为题发表在Nature上，第一作者为倪楚君博士与陈狄博士。