谢涛课题组

    形状记忆聚合物能够固定在临时形状（temporary shape），并在外界环境改变时回复到原始形状（permanent shape）。现有基于外力的程序化（programming）方式只能对材料进行一维或二维拉伸，而无法将材料固定在三维方向均拉伸的临时形状，即无法实现三维收缩。

    本课题组的最新研究工作将冷冻干燥技术引入到形状记忆聚合物临时形状的程序化中。链段可结晶的聚乙二醇水凝胶在冷冻干燥之后被固定在多孔的临时形状，实现了网络结构的三维拉伸。温度升高到聚乙二醇的熔融温度以上时，多孔干胶就会发生三维收缩回复到无孔的永久形状，从而实现全方向形状记忆回复（omnidirectional shape memory）（图1）。重新溶胀后再次冰冻干燥，形状记忆过程即可循环进行。该新型形状记忆效应有望用以制备具有新型可控分相结构的多功能复合材料。该工作于近期发表在Macromolecular Rapid Communications（DOI: 10.1002/marc.201600746）上，论文第一作者为博士生陈狄。

图1：（a）基于冷冻干燥技术的形状记忆循环与传统形状记忆循环的对比；（b）全方向形状恢复过程

图2：（a）冷冻干燥技术制备多孔干胶实现全方向形变；（b）冰冻聚合技术得到永久多孔水凝胶