具有光响应和磁响应协同控制重构和形状记忆辅助自修复性能的聚合物纳米复合材料用于软机器人

发布时间:2021年05月05日

刺激响应的智能仿生材料正在推动软机器人技术的发展。尽管在刺激响应智能材料方面取得了巨大进步,但是设计一种将多种功能(包括多重刺激响应能力,形状重构,可逆形状转换和自修复性能)集成到单一材料系统中的灵活方法仍然是一个挑战,这也是新兴的兴趣并将极大地推动智能仿生软机器人领域的发展。在此,通过一种简便且通用的制造方法,开发了一种基于生物相容性PCL/TPU/Fe3O4@PDA纳米复合材料的新型多刺激响应形状记忆聚合物。该纳米复合膜显示出快速的光和磁响应能力(磁场:1 s;光:5 s)。通过关闭光和磁场,可以锁定通过光热加热和磁响应驱动相结合而获得的临时形状。随后在没有磁场的情况下进行光照可以激活材料并驱动初始形状的回复。因此,所得的智能材料通过光和磁的协同响应而呈现出形状重构和可逆的形状变化。此外,该材料还具有出色且可重复的形状记忆辅助自修复性能,在光照射下(120 s内)可以自动修复表面裂纹,自修复效率可以达到90.0%。因此,这种具有多功能特性的智能形状记忆聚合物纳米复合材料为生物医学设备,人造肌肉,智能驱动器和航空航天等众多领域的先进软机器人技术提供了巨大潜力。

1620195266257998.jpg

Yi Chen, Xing Zhao, Yan Li, Zhao-Yuan Jin, Yi Yang, Ming-Bo Yang, Bo Yin*, Light- and Magnetic-Responsive Synergy Controlled Reconfiguration of Polymer Nanocomposites with Shape Memory Assisted Self-Healing Performance for Soft Robotics, Journal of Materials Chemistry C. 录用时间:2021.03.25

全文链接:https://doi.org/10.1039/D1TC00468A