中科院宁波材料所陈涛研究员课题组系统评述:超分子形状记忆水凝胶研究进展
形状记忆高分子材料是指具有保持临时变形形状的能力,当受到外界刺激后,可以恢复到初始形状,从而表现出对初始形状具有记忆功能的一类智能高分子材料。与形状记忆合金和形状记忆陶瓷相比,形状记忆高分子材料具有密度低、可恢复形变量大、易加工成型、形变温度可调等诸多优点,因而这类材料在柔性电子、生物医药、航空航天等领域存在广泛的应用前景。目前发展的形状记忆高分子材料主要是热致形状记忆高分子,即在热刺激下可以恢复到初始形状,这使其在某些领域的应用具有一定的局限性。因此,开发新的记忆存储方式显得尤为重要。
随着超分子科学的发展,具有特殊可逆性和高度动态性的分子间相互作用,在制备结构规整、性质可控的功能材料方面表现出了显著的优势。将分子间相互作用引入到具有“软湿态”特质的水凝胶体系,利用分子间的非共价键相互作用固定材料的临时形状,有助于实现不依赖于热效应的形状记忆功能,是对传统热致形状记忆高分子材料的一个重要补充和发展。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料课题组陈涛研究员、张佳玮研究员在《高分子学报》2018年第11期即将发表的特约综述中简要介绍了超分子形状记忆水凝胶的定义和发展历程。
文章先从不同的可逆作用出发,分别介绍了基于氢键、主客体作用、金属配位作用、结晶作用、其他超分子作用和动态共价键的超分子形状记忆水凝胶。文章进一步介绍了将互不干扰的可逆作用引入同一体系,实现温和条件下的多重形状记忆效应;以及将不同的功能组分引入超分子形状记忆水凝胶,构筑具有自修复、粘附、智能变形和发光等功能的超分子形状记忆水凝胶。最后,文章对超分子形状记忆水凝胶所面临的挑战和未来可能的发展方向进行了展望。
图2 利用不同种类的可逆作用构建超分子形状记忆水凝胶
链接地址:
http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180150zhangjiawei.pdf
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