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合肥工大成功研发新型水凝胶驱动器

来源:安徽日报2019-06-10作者:陈婉婉

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该校研发成功,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。相关成果发表在国际知名刊物《自然·通讯》杂志上。

据悉,生物体的大多数组织在分子到宏观尺度各层面上因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。目前国际上大多数水凝胶通过均匀、非定向的聚合物链生长合成,其各向同性结构无法实现定向的形变或功能。

合肥工业大学化学与化工学院从怀萍教授课题组与中国科学技术大学俞书宏教授研究团队合作,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,这一具有各向异性结构特征的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。据论文第一作者秦海利博士介绍,这一方法适用于金、银、铜、铂等多种金属材料。基于该材料具备的切线弹性模量、抗缺口敏感、光学以及溶胀等多种各向异性行为,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,该材料还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,从而具有使用寿命长、安全性高等优点。


责任编辑:陆迪