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大自然為開發(fā)可以驅(qū)動、變形和移動的智能材料提供了豐富的靈感和優(yōu)雅的范例 。 生物體的一項顯著能力是根據(jù)刺激調(diào)整它們的形狀或位置 。 植物器官的程序性變形或運動主要由細(xì)胞的吸水/脫水驅(qū)動 ， 而軟體動物的多功能運動則基于肌肉的收縮/伸展 。 了解這些變形和運動行為的一般原理可以為軟機器人、柔性電子、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等帶來顛覆性技術(shù) 。 作為一種智能材料 ， 與軟生物組織具有高度相似性和對外部刺激的不同反應(yīng)的水凝膠是一種構(gòu)建軟執(zhí)行器和機器人的理想人選 。
該論文的目的是概述水凝膠可控變形和運動的基本原理 ， 重點介紹相應(yīng)軟執(zhí)行器和機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計和響應(yīng)功能 。 近年來 ， 隨著對自然生物體工作原理的日益了解以及制造技術(shù)的重大革命 ， 該領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展 ， 以設(shè)計具有所需結(jié)構(gòu)的仿生水凝膠系統(tǒng) 。 在多項開創(chuàng)性工作的基礎(chǔ)上 ， 已經(jīng)開發(fā)出多種變形水凝膠和軟致動器/機器人 ， 從雙層水凝膠的彎曲和折疊變形到非歐幾里德水凝膠表面的自成型 ， 以及從熱驅(qū)動雙層凝膠“手”到電驅(qū)動聚電解質(zhì)凝膠“蠕蟲” 。 這些變形水凝膠在生物醫(yī)學(xué)和工程領(lǐng)域表現(xiàn)出積極的功能和廣泛的應(yīng)用 。
相關(guān)論文以題為Programmable Morphing Hydrogels for Soft Actuators and Robots: From Structure Designs to Active Functions發(fā)表在《Acc. Chem. Res.》期刊上 。 通訊作者是浙江大學(xué)吳子良教授 ， 共同作者是鄭強教授等人 。 參考文獻(xiàn)：doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00046【日立|用于軟執(zhí)行器和機器人的可編程變形水凝膠：從結(jié)構(gòu)設(shè)計到主動功能】
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