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你見過自己會“做運動”的神奇材料嗎？

穿上用這種神奇材料做的衣服，

出汗了，它會自己“張開”幫你排汗，

汗收了，它又聰明地關上“小門”，

防止你吹風著涼：）

這種“做運動”的變形方式叫做“智能致動”！

  近日，東華大學科研人員在國際知名學術期刊《自然》（Nature）子刊《自然?通訊》 (Nature Communications)上發表智能致動材料相關研究論文。該研究論文題為《基于分子通道驅動的變形-變色多功能致動薄膜》（“Molecular-ChannelDriven Actuator with Considerations for MultipleConfigurations and Color Switching”） (DOI:10.1038/s41467-018-03032-2)，由東華大學纖維材料改性國家重點實驗室王宏志教授課題組（以下簡稱為“AFMG課題組”）和佐治亞理工大學艾爾莎?瑞秋曼尼斯(Elsa Reichmanis) 教授課題組合作撰寫，報道了研究團隊在智能致動材料領域取得的最新進展。

奇趣大自然帶來科研“靈感”

（含羞草對外在環境產生自適應響應行為）

  在大自然中，各色各樣的生物能夠賴以生存，其重要基礎之一在于對光、熱、濕度以及磁場等外部刺激具有不同程度的自適應響應行為。而這些行為的形成與納米分子通道息息相關。納米分子通道廣泛存在于活體細胞及生物組織中，并在小分子的輸運與存儲過程中起到不可替代的作用。

（捕蠅草的自適應響應行為）

  例如，我們常見的含羞草、捕蠅草等植物，它們之所以能夠對外在環境產生響應性，其原理就是通過分子通道實現組織中水分子的再分配，從而引起組織細胞液體的壓力差來實現運動行為的。受自然界啟發，東華大學AFMG課題組與合作單位對大量材料進行了廣泛研究。在此次發表的論文中，研究團隊提出了一種基于納米通道機理的自適應氣體響應的驅動材料，及其能夠感知外界氣體種類及濃度變化并產生相應的主動變形行為。

智能面料越動越聰明

（體表濕熱調節智能布料及變形-變色雙響應薄膜研究示意圖）

  據悉，研究團隊目前已在實驗室開發了一種基于商品化全氟磺酸樹脂的氣體響應致動材料，其響應速度極快(響應時間短至0.25 s)且性能穩定�；谶@種致動材料，團隊獲得了一種具有體表溫度與濕度調節作用的智能面料，該面料在人體溫度和濕度發生變化時，可產生開/關孔道致動行為，進而對體表濕熱環境進行有效調節，提高人體體表舒適感。

（開關孔示意圖）

（解螺旋示意圖）

  同時，研究團隊還將該材料與光子晶體技術結合，設計出了一種可根據空氣濕度變化產生變形-變色雙重響應能力的智能薄膜。以上相關研究得到國家自然科學基金、上海市優秀學術帶頭人、上海市東方學者跟蹤計劃等項目和人才計劃的大力支持。

  東華大學系該論文第一完成單位，東華大學材料學院博士畢業生穆九柯（現為美國德克薩斯大學達拉斯分校博士后）與美國西北大學博士后王剛系共同第一作者，王宏志教授、艾爾莎?瑞秋曼尼斯教授以及東華大學材料學院張青紅研究員為共同通訊作者。

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-03032-2