水凝胶因其良好的生物组织相容性和刺激响应性,在近些年火热的柔性器件、软体驱动器和生物医学工程等领域有广泛的应用前景。在水凝胶的诸多特性中,通过构筑异质结构进而实现水凝胶的可编程形变对水凝胶在上述领域的应用有重要意义。尽管目前已经开发出了离子印刷、3D打印和光刻等技术加工水凝胶异质结构,但是水凝胶的异质结构通常是通过内部的
近日,浙江大学郑强教授、吴子良教授与南方科技大学洪伟教授以响应性水凝胶制备具有不同拓扑结构的软体机器人,实现了静态光照条件下的自发持续运动。研究表明拓扑结构增强了局部变形的关联性,缠绕关联的自遮挡效应以及旋转运动的自相似性共同赋予...
复合水凝胶实现智能响应的通常原理是利用凝胶中不同材料的膨胀不同,进而产生不同的形变,例如起皱、起皱、弯曲、屈曲。但是这些复合水凝胶通常有一个连续的表面,几何连续性导致相邻区域之间的位移相对有限,从而…
在自然界中,包括卷须、松果和花在内的植物器官具有对外力、光照和水分等外部刺激做出反应的形状变形能力,因此仿生变形水凝胶的一般策略是构造具有不同响应的组分梯度、建立内应力并驱动水凝胶的形状变化。例如,在双层仿生水凝胶体系中,当一层膨胀/收缩大于另一层膨胀/收缩时,其在外部刺激下将显示弯曲变形。由于双层凝...
浙江大学郑强教授、吴子良教授团队在前期的研究中发现锆离子(Zr4+)可以与磺酸根、羧酸根形成稳定的配位键,制备得到高强、高韧金属超分子水凝胶(Adv. Mater.2020, 32, 2005171.,Small2021, 17, 2103836.,Adv. Mater.2022, 34, 2204...
发展具有抗冻性能和低温力学性能的水凝胶是具有前景的一项研究，因为抗冻水凝胶具有光学器件、细胞/组织低温保存支架、抗冻涂层等的实际潜力。水凝胶中的水分子根据其与聚合物网络的相互作用强度，可以分为结合水和自由水。其中，自由水的存在将导致水凝胶在低过冷如条件下，大约-10℃时，容易冻结。为了降低凝胶中“...
浙江大学吴子良研究员和郑强教授课题组报道了在十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)胶束存在下，由甲基丙烯酸(MAAc)前驱体溶液一锅聚合法制备一种新型强韧性超分子水凝胶。在弱聚电解质和带相反电荷的表面活性剂之间形成强大的稳定的PESCs（物理交联作用），在水中溶胀后得到透明而坚韧的水凝胶。水分含量为50 ~ 85 wt %，...
通过控制每个条的屈曲方向,可以在单个复合水凝胶中获得多种构型。也可以通过使用分层设计的折纸结构获得多层配置。通过利用多层凝胶配置来设计电路的多触点开关。此外,通过在kirigami设计中引入手性来实现旋转模式。kirigami结构针对可编程变形的通用设计应适用于其他智能材料,从而有望应用于生物医学设备和柔性电子产品。 【...
11月，浙江大学吴子良/郑强团队通过一种简便的后光调节策略报告了具有可设计的梯度网络结构和机械性能的坚韧的纳米复合水凝胶。含有金纳米棒（AuNRs）的聚（1-乙烯基咪唑-甲基丙烯酸）水凝胶呈玻璃态，在室温下显示出典型的屈服和强制弹性变形。当温度高于玻璃化转变温度时，凝胶会略微收缩其体积，从而导致链段塌陷并...
继一周前在《Nat Commun》中对带电纳米片(NS)/聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝胶的制备工艺进行升级,得到了能在地面自由空间中任意爬行的软体机器人后(浙大吴子良/南科大洪伟《自然·通讯》:让水凝胶软体机器人在开放空间全向爬行),浙江大学郑强教授课题组的吴子良研究员联合德国拜罗伊特大学Josef Breu课题组对NS...