刺激-响应变形材料能够在外部刺激下发生可逆变形，因此被广泛用作软体机器人系统中的驱动器。从策略层面上讲，软体机器人的功能主要取决于其驱动器件（模块）行为的复杂性。因此，具有不同驱动方式的各种刺激-响应变形材料，如形状记忆聚合物、液晶弹性体、介电弹性体和水凝胶是在过去的几十年中得到了很好的发展。在诸多材料中，可逆形状记忆聚合物(r-SMP)作为热门的智能软体材料，在材料特性和驱动方式方面表现出色，也具有更好的可编程性。在现阶段驱动器的设计制造过程中，多层结构/多层策略是一种常用的手段。从机理上讲，多层策略只需要驱动器各层在外部的刺激下利用自身固有特性（例如利用不同层间的热膨胀系数差异）引起层间尺寸变化差异即可产生驱动行为，而可以忽略分子层面上的设计。但是，其驱动模式往往仅限于简单的可逆弯曲，并且在制造定型后不能够进行随意编辑。因此，从功能的角度来看，需要一种简单而有效的方法来使多层驱动器的驱动模式多样化、可编程化。此外，水凝胶也是一种非常重要的软体变形材料。在以往的一些工作中，基于水凝胶的驱动器也已经可以实现各种动作（例如弯曲、抓握、提升和行走）。然而，由于水凝胶的低模量和耗时的溶胀/消溶胀过程使得它们普遍比较脆弱，并且变形过程相对缓慢。

图1. SMP-水凝胶驱动器的设计制备过程及原理

图2. SMP-水凝胶驱动器的可任意和重复编辑特性

图3. SMP-水凝胶驱动器的防火性能及其在火场救援场景的应用

通讯作者简介

  江赛华，华南理工大学机械与汽车工程学院，2014年博士毕业于中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，同年获得香港城市大学联合培养博士学位，曾在2017-2020年间于宾夕法尼亚大学从事博士后研究工作。在软体驱动、智能传感、绿色阻燃等方面从事了多年研究工作。近年来主持国家自然科学基金（2项）、广东省自然科学基金（3项）、科技部国家重点研发计划项目专题（1项）、广州市人才项目“珠江科技新星”、国家重点实验室开放基金等国家/省部级科研项目十余项，多次以主要研究骨干身份参与“973”项目与国家重点研发计划项目。目前共发表SCI收录学术论文92篇，其中以第一或通讯作者身份在Nano Energy, Chemical Engineering Journal, Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials &Interfaces, Journal of Colloid and Interface Science, Composites Part B:Engineering 等国际期刊发表论文46篇，研究论文获得同行积极评价(引用数累计超过3347次，h-index为32，i10-index为67。申请国家发明专利27项，授权10项，登记软著1项。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139054