查看原文
其他

中科院宁波材料所陈涛、张佳玮研究员:基于动态硼酸酯键的水凝胶的模块化组装和智能形变

高分子学报 高分子科技 2021-04-22
点击上方“蓝字” 一键订阅

智能高分子水凝胶(smart hydrogel)是指在外界温度、离子浓度和pH等刺激下能发生体积、形状或颜色等变化的一类智能材料。其中,智能变形水凝胶由于在外界刺激下可将各种外部能量转化为机械能从而使自身发生可逆形变,在柔性驱动器、柔性传感器、软质机器人等诸多新兴领域具有广阔的应用前景。经过多年的发展,智能变形水凝胶已经摆脱单一的刺激响应模式以及简单的溶胀收缩行为,发展出更为复杂的二维、三维复杂形变。然而,传统的智能变形水凝胶通常在凝胶的制备过程中就被赋予各向异性,其形变程度和形变方向等通常无法再改变。


中国科学院宁波材料所的陈涛、张佳玮研究员在《高分子学报》2019年第5期“动态共价键高分子”专辑(即将出版)的论文中,为解决以上问题提供了可行的方案。受到积木拼装的启发,将水凝胶如同积木一样互相拼接组装,即可从简单的构筑模块出发获得多种各向异性结构以及多重刺激响应能力,从而实现复杂的智能变形。该研究将苯硼酸基团引入水凝胶网络中,以聚乙烯醇(PVA)为胶水,在碱性条件下通过水凝胶表面与PVA形成动态硼酸酯键,实现了含有苯硼酸基团的水凝胶的模块化组装,且组装后的水凝胶黏合强度大于本体凝胶,证明了该方法的有效性。 随后引入聚阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)以及N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)实现了双层水凝胶的离子与温度双重刺激响应。根据设计的需求,该研究可对水凝胶进行任意黏合,成功实现了水凝胶从二维平面到三维立体的复杂可逆转变。最后将两种刺激响应型的水凝胶结合,可实现在同一驱动方向上的多次分步驱动,为水凝胶软机械夹具的研究提供了切实可行的方案。


链接地址

http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180281zhangjiawei.pdf
doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18281


来源:高分子学报


相关进展

中科院宁波材料所陈涛研究员和张佳玮研究员在非对称仿生智能水凝胶驱动领域取得系列进展

中科院宁波材料所张佳玮研究员和陈涛研究员:具有3D复杂驱动-智能变色双功能协同的新型智能仿生水凝胶

中科院宁波材料所陈涛研究员团队在二维非对称超薄膜构建及其仿生应用方面取得进展

中科院宁波材料所陈涛研究员团队在柔性可穿戴电子皮肤方面取得系列进展

中科院宁波材料所陈涛研究员课题组在非对称高分子二维复合薄膜制备及其可穿戴传感器应用方面取得进展

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

中科院宁波材料所陈涛研究员和黄又举研究员在多功能性二维非对称油水分离膜方面取得新进展

宁波材料所陈涛研究员在生物可降解油水分离材料方面取得新进展

免责声明:部分资料来源于网络,转载的目的在于传递更多信息及分享,并不意味着赞同其观点或证实其真实性,也不构成其他建议。仅提供交流平台,不为其版权负责。如涉及侵权,请联系我们及时修改或删除。邮箱:info@polymer.cn

关注高分子科学技术  👉


长按二维码关注

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件(论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等)至info@polymer.cn,并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送,并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求,陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群,也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群,全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群,请先加审核微信号PolymerChina (或长按下方二维码),并请一定注明:高分子+姓名+单位+职称(或学位)+领域(或行业),否则不予受理,资格经过审核后入相关专业群。

这里“阅读原文”,查看更多


    您可能也对以下帖子感兴趣

    文章有问题?点此查看未经处理的缓存