近期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉紹琴教授團(tuán)隊(duì)的王廣通副教授與東北林業(yè)大學(xué)的孫鐵東教授合作，詳細(xì)研究了聚乙二醇（PEG）水凝膠的碘響應(yīng)性，并基于此制備了一種化學(xué)燃料驅(qū)動(dòng)的自復(fù)位水凝膠驅(qū)動(dòng)器。一直以來，水凝膠驅(qū)動(dòng)器（hydrogel actuator）被用于模擬天然肌肉的驅(qū)動(dòng)功能，是一種很有潛力的仿生材料。不過，目前所報(bào)道的水凝膠驅(qū)動(dòng)器的連續(xù)伸縮，絕大部分是通過反復(fù)施加等量相反刺激實(shí)現(xiàn)的，如反復(fù)地加酸、加堿，反復(fù)地升溫、降溫等。這樣不僅操作復(fù)雜，而且還會(huì)不可避免地引入累計(jì)誤差。但是，天然肌肉的收縮利用的是ATP向ADP轉(zhuǎn)化時(shí)所釋放的能量。能量被消耗后，天然肌肉無需外界能量刺激而自發(fā)復(fù)位成原來的尺寸和形狀，以便下一次驅(qū)動(dòng)收縮，這樣就避免了上述問題（如圖1A）。因此，模仿天然肌肉的驅(qū)動(dòng)機(jī)理，制備可自復(fù)位的水凝膠驅(qū)動(dòng)器，是制造人工肌肉材料的一種新思路。
圖1 天然肌肉和PEGDA-PHPA-PAMPS的自復(fù)位驅(qū)動(dòng)機(jī)理
圖2 自復(fù)位水凝膠驅(qū)動(dòng)器PEGDA-PHPA-PAMPS的驅(qū)動(dòng)過程
原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/mh/d4mh01545b
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