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  智能高分子水凝膠(smart hydrogel)是指在外界溫度、離子濃度和pH等刺激下能發生體積、形狀或顏色等變化的一類智能材料。其中，智能變形水凝膠由于在外界刺激下可將各種外部能量轉化為機械能從而使自身發生可逆形變，在柔性驅動器、柔性傳感器、軟質機器人等諸多新興領域具有廣闊的應用前景。經過多年的發展，智能變形水凝膠已經擺脫單一的刺激響應模式以及簡單的溶脹收縮行為，發展出更為復雜的二維、三維復雜形變。然而，傳統的智能變形水凝膠通常在凝膠的制備過程中就被賦予各向異性，其形變程度和形變方向等通常無法再改變。

  中國科學院寧波材料所的陳濤、張佳瑋研究員在《高分子學報》2019年第5期“動態共價鍵高分子”專輯(即將出版)的論文中，為解決以上問題提供了可行的方案。受到積木拼裝的啟發，將水凝膠如同積木一樣互相拼接組裝，即可從簡單的構筑模塊出發獲得多種各向異性結構以及多重刺激響應能力，從而實現復雜的智能變形。該研究將苯硼酸基團引入水凝膠網絡中，以聚乙烯醇(PVA)為膠水，在堿性條件下通過水凝膠表面與PVA形成動態硼酸酯鍵，實現了含有苯硼酸基團的水凝膠的模塊化組裝，且組裝后的水凝膠黏合強度大于本體凝膠，證明了該方法的有效性。 隨后引入聚陽離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(METAC)以及N-異丙基丙烯酰胺(NIPAm)實現了雙層水凝膠的離子與溫度雙重刺激響應。根據設計的需求，該研究可對水凝膠進行任意黏合，成功實現了水凝膠從二維平面到三維立體的復雜可逆轉變。最后將兩種刺激響應型的水凝膠結合，可實現在同一驅動方向上的多次分步驅動，為水凝膠軟機械夾具的研究提供了切實可行的方案。

  鏈接地址

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