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合肥工业大学等研发可定向形变自愈合新型水凝胶驱动器

来源:中国科学报   更新时间:2019-06-06 13:15:19    

  近日,一种具有自愈合能力的新型各向异性水凝胶驱动器在合肥工业大学研发成功,为制备人工肌肉、软体机器人等领域所需的新型软性材料开辟了理论路径。相关成果发表在《自然—通讯》上。

  生物体的大多数组织在从分子到宏观尺度的各层面上均具有各向异性形态和结构,从而实现特定方向上的行为和功能。研发具有各向异性网络结构的软性材料,是未来新型柔性智能驱动器件的关键和技术瓶颈。

  合肥工业大学教授从怀萍课题组与中国科学技术大学教授俞书宏研究团队合作,采用将金属纳米颗粒的可控二维组装结构作为高分子自由基聚合过程中的交联剂并诱导聚合物链生长的设计策略,成功研制出具有高度有序层状网络结构的聚合物/纳米复合水凝胶。利用凝胶网络在不良溶剂中的高分子链收缩行为,这一新型材料可在水平和垂直等特定方向上实现收缩与拉伸形变功能。

  该团队提出了一种新型的修复诱导集成的器件组装方法,实现了如机械臂抬起和机械手抓取等复杂驱动行为。同时,该材料具有快速而高效的响应修复能力,在激光或酸性溶液的刺激下,其破损部位可迅速实现自愈合,具有使用寿命长、安全性高等优点。(记者杨保国 通讯员周慧)

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