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合肥工业大学等研发可定向形变自愈合新型水凝胶驱动器

2020-02-24 作者:生命科学   |   浏览(55)

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合肥工业大学研发成功,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《自然通讯》上。

金沙js娱乐场官方网站,中新网合肥7月31日电 记者31日从合肥工业大学获悉,该校科研团队近日成功研制出兼具自修复性、高导电性以及优异抗拉伸性和电机械稳定性的弹性导体材料。

生物体的大多数组织在从分子到宏观尺度的各层面上均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。

相关成果发表在国际著名学术期刊《自然·通讯》上。

合肥工业大学教授从怀萍课题组与中国科学技术大学教授俞书宏研究团队合作,采用将金属纳米颗粒的可控二维组装结构作为高分子自由基聚合过程中的交联剂并诱导聚合物链生长的设计策略,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。

可拉伸电子器件在可穿戴电子器件、柔性能源和仿生器件等新兴领域具有重要应用,目前,如何使拉伸导体在大拉伸形变条件下保持优异的电机械稳定性是该领域面临的重大挑战。

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,具有使用寿命长、安全性高等优点。

针对这一难题,该校化学与化工学院从怀萍教授研究组和中国科学技术大学俞书宏教授研究团队合作,首次提出将金属纳米结构三维组装导电骨架与金属-硫配位键引入到弹性聚合物凝胶网络结构中的设计理念,成功研制出兼具自修复性、高导电性和电机械稳定性以及优异抗拉伸性能的新型弹性导体材料。

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