多响应双层水凝执行器具有可切换的形状变形能力和可见的颜色/光变化
Shuaibing Wang1, Xiaomin He1, Gaopeng Wang1
1Zhejiang Key Laboratory of Plastic Modification and Processing Technology, College of Materials Science & Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|June 18, 2024
概括
研究人员开发了一种多响应的双层水凝,它通过改变形状,光色和可见色彩来模仿活体,以应对温度,盐和pH值. 这种智能材料显示了先进的生物灵感应用的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 生物启发材料 生物启发材料
背景情况:
- 具有多响应性和变色特性的双层水凝对于生物启发的人工智能材料至关重要.
- 模仿生物的同时适应 (形状,光,颜色) 仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 制造一种多响应性和多适应性水凝,能够同时改变形状,光色和可见色.
- 为了利用特定的单体对pH响应的光和可切换的颜色变化.
主要方法:
- 制造了一种双层水凝,使用pH响应的光单体4-(2-(4-(dimethylamino) phenyl)-1-isocyanovinyl) (DP) 和可切换的改变颜色的单体4-(2-sulfethyl) -1-(4-vinylbenzyl) pyridinium betaine (VPES).
- 它由两个层组成:一个对温度和pH值敏感的聚烯酸 (N-异烯酸胺-co-2-dimethylamino) 乙基甲酸盐层和一个对pH值,温度和盐分敏感的聚烯酸胺-co-2-dimethylamino) 乙基甲酸-co-VPES) @DP层.
- 利用层之间相反的膨胀/收缩行为来刺激诱导的形状变化.
主要成果:
- 水凝以温度,盐和pH刺激的反应显示出形状的变化.
- 从DP产生可切换的光色变化和从聚VPES产生可见的色变化.
- 显示出出色的抗疲劳性能和高灵敏度.
结论:
- 开发的双层水凝通过多响应和多适应行为成功模仿活体的适应.
- 制造战略为设计先进的仿生智能材料提供了灵感.
- 水凝对于需要智能材料响应的各种应用具有显著的潜力.
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