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《Langmuir》山東大學在高分子水凝膠執行器研究取得進展！

文章來源：新材料在線更新時間：2022-12-23 10:35:24

大多數軟執行器都具有單調響應能力。即被刺激一次后只有一個反應動作。近日，科研人員通過結合含叔胺的 pH 響應層和含脲酶的非響應層，設計并制造了一種暫時響應的雙層水凝膠執行器。水凝膠執行器可以實現由化學燃料（即酸性尿素溶液）驅動的程序化變形和恢復，這基本上是通過快速酸化和緩慢的氨酶促生產來恢復系統的 pH 值來調節的。驅動程度和持續時間可以簡單地通過燃料水平來控制，并且重復驅動也可以通過加油來實現。此外，我們制造了幾種可以顯示特定圖案或舉起物品的水凝膠裝置。這種酶促方法顯示了控制聚合物水凝膠臨時驅動的新可能性，這些聚合物水凝膠可能在軟機器人、仿生設備和環境傳感等許多領域都有用。

圖 2. (A) 雙層水凝膠致動器示意圖。(B–D) 雙層水凝膠的光學圖像 (B)、顯微圖像 (C) 和 SEM 圖像 (D)。

圖 4. 星形 (A)、十字形 (B) 和 π 形 (C) 水凝膠致動器的照片顯示尿素濃度為 9.5 mM 的酸性尿素溶液中的時間變形。

圖 6. (A) 通過調節水凝膠響應部分的位置和形狀來設計水凝膠致動器圖案的示意圖和照片。(B) 手形水凝膠裝置的時間控制變形。

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