蒋少华教授课题组在《Chemical Engineering Journal》期刊发表研究评述
[ 点击次数:次 日期:2023-11-09 ]
近期,我校材料科学与工程学院蒋少华教授课题组在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》(影响因子:15.1,中科院TOP期刊)在线发表了题为“Morph-genetic bamboo-reinforced hydrogel complex for bio-mimetic actuator”的研究论文。研究基于天然竹材的仿生可编程软驱动器,为智能材料的研究提供了新思路。我校为第一完成单位,材料院博士生陈炼为第一作者,南京林业大学蒋少华教授、中国科学院山西煤炭化学研究所张国营教授与韩国KAIST Il-Doo Kim教授等为共同通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金等科研项目资助。(文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142391)
刺激响应水凝胶是制造自主仿生软驱动器最有前途的材料。然而,由于其易碎性,驱动力弱和各向同性体积变化阻碍了其作为多功能驱动器的实际应用。本研究采用遗态仿生法制备了各向异性竹材/聚N -异丙基丙烯酰胺水凝胶软驱动器,竹纤维结构为驱动器提供了一个各向异性的框架,实现了精确的变形可编程性。此外,得益于竹材超高的拉伸强度(110 MPa),该驱动器还具有足够强健的力学性能,产生强大的驱动力。通过调节竹材和水凝胶参数,驱动器不仅实现了超快的响应速度(弯曲速度的825°/s),而且具有优异的协同性能。最后,本研究还展示了几种灵感来自于自然生物体复杂运动的仿生驱动器,以突出如何系统地利用特定材料的特性及其协同作用来合理设计软驱动器,这也为基于生物质模板制备仿生各向异性水凝胶驱动器提供了一种简单的策略。