多孔双层水凝胶

孔型编程可控弯曲

通过调节孔隙分布实现曲率的预先编程，能够从二维平面结构反向设计出复杂的三维形状。

Huanhuan, Wan · Jiaying, Chang · Fuhua, Ye · Fan, Zhichao

Journal of Applied Mechanics, Transactions ASME 2024

技术优势

反向设计三维形状

通过建立相对密度与曲率的定量关系，可根据目标形状直接推导出所需的孔分布，无需反复试错。

实验验证设计

所提出的反向设计方法已在多个典型三维结构（包括变曲率条带和椭球面）上通过有限元模拟和实验得到验证。

应用场景

• 智能水凝胶：用于制备形状可编程的智能水凝胶，实现复杂三维形态转换。
• 仿生驱动器：可用作仿生驱动器，通过温度刺激产生可控弯曲变形。
• 软体机器人：为软体机器人提供可编程变形的驱动元件。
• 柔性传感器：可用于柔性传感器，通过形状变化响应外界刺激。