表面双网络水凝胶

可重构多模式驱动

一种具有光热/pH双响应表面的扁虫状水凝胶，可在初始形状重构后实现近红外驱动的复杂多模式运动，适用于高水平仿生器件。

Yue, Sun · Chen, Lin · Zehao, Zeng · 王天乐 · Zhang, Kaihang · Sun, Ye · Yang, Lang · Xueliang, Feng · Qiankun, Sun · 马春新 · Xiao, Shengwei · 刘振中 · Jun, Liu · Yang, Xuxu

Advanced Functional Materials 2024

技术优势

拒绝一次性编程

pH 响应面可反复改变水凝胶的原始形状，之后近红外驱动面照常工作，同一块凝胶能连续执行多种不同形变模式。

两层不会脱开

第二网络与第一网络形成互穿结构，如同扁虫表皮与肌肉的连接，使得两层在反复复杂变形中仍牢固结合，保障长期稳定驱动。

石墨烯控厚又生热

石墨烯既吸收紫外光控制表面第二网络的厚度，又将近红外高效转化为热，让光热响应面快速驱动，无需外部加热。

应用场景

• 软体机器人驱动：用同一块凝胶通过 pH 重塑初始形状后近红外驱动，减少为每个动作重新加工致动器。
• 仿生柔性致动器：可模拟扁虫等生物的多模式变形，实现抓取、爬行等复杂动作。
• 智能响应材料：集 pH 和近红外双响应于一体，且两种响应可独立编程。
• 可编程形变器件：允许对同一器件多次编程，按需改变初始形状和驱动模式。