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科研动态

仿生梯度取向结构纳米复合光驱动水凝胶

时间:2018/12/13 17:07:42   作者:未知   来源:实验室学习部   浏览:402   评论:0

光驱动水凝胶能够将外界光能刺激转换成机械运动,在仿生材料、驱动器等领域具有广阔的应用前景。近红外光源由于具有安全、清洁和远程可控等优点而被认为是理想的驱动能源。目前,水凝胶驱动器通过构建各向异性结构,如双层结构、梯度孔结构和条纹结构等来实现其形变,其中,双层结构由于制备过程相对简单而被广泛应用。然而,双层结构凝胶驱动器往往存在两层间界面相容性差等问题,从而影响驱动性能。因此,如何用简单的方法制备出响应性能优良的水凝胶驱动器仍具有挑战。

受自然界生物体的梯度结构启发,我室基于氧化石墨烯(GO)的带电胶体性质以及交联作用,利用电场诱导GO梯度分布和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)原位自由基聚合制备了具有连续梯度结构的纳米复合近红外光响应水凝胶驱动器PNIPAM/GO,该驱动器在近红外光下具有快速的弯曲响应性能及良好的可逆性能。有趣的是,在电场的作用下GO不仅具有梯度分布,还呈现出一定的取向度,这种梯度取向结构赋予材料优异的驱动性能,将其作为仿生手臂器件,可以快速提取重物。本研究提出了一种筑建快速可控驱动水凝胶的新策略,为高性能柔性驱动器的发展提供了新的思路和视角。该文发表在ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018,10(9): 7688-7692,第一作者是杨洋同学。

 

 

 

仿生梯度取向结构纳米复合光驱动水凝胶

 

 

原文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b17907

 

 

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