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IM电竞平台首页_纳米类囊体和热响应聚合物网络的仿生4D打印呼吸水凝胶致动器2021-09-21

作者: IM电竞平台首页

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外形变形履行器可以陪伴形态转变呼吸以摹拟植物事务,用软水凝胶材料制造具有挑战性。比来,中科院科研人员报导了4D 打印的智能水凝胶履行器不但可以动态变形,还可以在外部刺激下发生氧气 (O2)。打印的呼吸履行用具有菠菜叶衍生的类囊体膜(纳米类囊体),用在光热转换和催化 O2 演变,聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPA)热响应聚合物收集,用在经由过程膨胀/缩短(再水化/脱水)发生变形力,和不合错误称双层聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚丙烯酰胺(PNIPA/PAA)布局来放年夜机械活动。

纳米类囊体和热响应聚合物网络的仿生4D打印呼吸水凝胶致动器

图1 光热和催化纳米类囊体墨水的制备和 4D 打印呼吸水凝胶致动器的机制。

在热刺激或激光照耀下,因为纳米类囊体的光热转换和印刷的热响应不合错误称双层布局,致动器可以可逆地曲折/伸直。另外,纳米类囊体的过氧化氢酶样特征付与履行器以O2演变能力来呼吸以进一步模拟植物系统。值得留意的是,4D 打印可以极年夜地增进和简化致动器的制造进程,包罗调剂尺寸和层构成。这类具有光热和催化特征的人工呼吸履行器为设计智能水凝胶系统供给了一种策略,并被证实是 3D/4D 打印、主动化机械人和智能生物医学装备范畴很是有前程的材料候选者。

纳米类囊体和热响应聚合物网络的仿生4D打印呼吸水凝胶致动器

图4 PNIPA 水凝胶的热响应膨胀/缩短和 PNIPA/PAA 双层布局致动器的曲折/非曲折特征。

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图5 四臂花形PNIPA/PAA双层布局致动器的热响应开/关和其作为机械手的潜力。

纳米类囊体和热响应聚合物网络的仿生4D打印呼吸水凝胶致动器

图6 呼吸纳米类囊体/PNIPA/PAA双层布局致动器的3D打印和热响应变形。

纳米类囊体和热响应聚合物网络的仿生4D打印呼吸水凝胶致动器

相干论文以题为Biomimetic 4D-Printed Breathing Hydrogel Actuators by Nanothylakoid and Thermoresponsive Polymer Networks颁发在《Advanced Functional Materials》上。通信作者是中国科学院动物研究所顾奇研究员,和中国科学院化学研究所王树研究员。

参考文献:

doi.org/10.1002/adfm.202105544

封面图来历图虫创意

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