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具有可编程复杂形状变形的光驱动和湿度驱动执行器
摘要： 可编程的复杂形变、多重响应特性及便捷的制备工艺对驱动器的发展都至关重要。然而，同时实现这些优势尚未见报道。本研究报道了一种新型光/湿度双驱动的可编程复杂形变驱动器，其采用激光打印技术制备。光驱动机制基于利用水分子吸附/解吸特性的双模式驱动原理：近红外光照射时，该驱动器可产生曲率高达2.1 cm?1的大幅度弯曲形变。更重要的是，通过在驱动器表面打印不同/梯度灰度分布的图案，能实现可编程的复杂形变——包括弯曲速率与幅度的精准调控，最终获得异常管状结构、螺旋柱体等复杂三维形态。此外，该驱动器在湿度驱动下也能实现1.3 cm?1的曲率形变。最后展示了一系列具有可编程复杂形变的智能仿生器件：包括响应入射光的自调节虹膜、能呈现复杂"OK"手势的仿生机械手，以及花瓣折叠速率各异的仿生莲花。这种新型驱动器在机器人技术和仿生应用领域具有重要潜力。
关键词： 可编程、形状变形、仿生执行器
更新于2025-09-23 15:21:01
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pH和热双响应荧光水凝胶驱动器
摘要： 作为最重要的智能材料之一，荧光水凝胶驱动器能在外界刺激下同时产生颜色和形状变化。本研究提出了一种开发具有pH和热双重响应性新型荧光水凝胶驱动器的有效方法。通过将具有聚集诱导淬灭(ACQ)效应的典型荧光基团——pH响应性苝四甲酸(PTCA)引入各向异性聚(N-异丙基丙烯酰胺)-聚丙烯酰胺(PNIPAm-PAAm)结构中，所得水凝胶在pH触发下展现出稳定的热响应形变与可切换的荧光性能。因此，当暴露于紫外光和浸入温水时，可分别呈现基于荧光淬灭的信息和基于驱动行为的信息。此外，热响应驱动行为还可用于进一步隐藏基于荧光淬灭的图像。本研究可为新型刺激响应性水凝胶驱动器的设计与制备提供新思路。
关键词： 各向异性结构、水凝胶执行器、荧光猝灭、形状变形
更新于2025-09-23 15:21:01
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薄膜的光诱导形状变形
摘要： 利用光将二维薄片转变为三维结构在远程控制制造、表面调控和驱动领域备受关注。过去数十年间，人们已投入大量精力研发包含光化学或光热元件的材料体系，以响应光照产生形变。然而这些材料中化学、光学与力学之间的相互作用机制尚未被充分理解。本综述通过阐述光致应力的基础物理原理及其在近期文献中的应用，介绍了此类体系的形状变形机理。此外，我们系统评述了光化学与光热体系的关键设计特征，并对这一快速发展的领域所面临的机遇与挑战提出了见解。
关键词： 软材料、薄膜力学、光力学、聚合物、光响应材料、形状变形、执行器
更新于2025-09-22 20:27:59