仿生智能驱动器因能模仿自然界生物在外界刺激下改变形态、颜色和运动行为，故在软体机器人、人机界面和生物医学器件等新兴领域展现了巨大应用潜力。近年来，尽管基于合成聚合物的智能驱动器取得了广泛进展，但它们在可再生、可持续和生物安全性方面仍面临挑战；虽然基于天然聚合物的驱动器与自然生物系统的组织成分更为接近，但这类聚合物中大量存在的氢键作用导致其驱动行为较为单一。作为一类典型的天然聚合物，淀粉因可再生、生物相容好且可降解，故在生物医学、食品等领域有广阔应用前景，且其分子链中存在的大量强氢键使其具备独特的糊化特性，但与此同时，也限制了其驱动行为；虽通过化学改性或者引入合成聚合物等方式调控氢键可赋予其优异的驱动特性，但这不可避免地影响淀粉再生特性和生物安全性等优异性能。

  近日，中国科学院深圳先进技术研究院杜学敏研究员团队，基于淀粉丰富的氢键和独特的糊化特征，提出了新的氢键介导策略并成功构建仿含羞草的高灵敏、多重响应淀粉基智能驱动器：未糊化淀粉基驱动器通过光热触发淀粉局部糊化——淀粉颗粒分子间氢键不可逆“解锁”，进而实现各种复杂形态的不可逆光控编辑；糊化后的淀粉基驱动器在低湿（~10.2 %）、近人体体温（~ 37 ℃）或低强度光照（0.42 W cm^-2）触发下淀粉分子间氢键可逆“解锁”， 即可成功实现糊化淀粉基驱动器的高灵敏、多重驱动功能。这类基于天然高分子材料的智能驱动器在人工含羞草、智能灯罩、智能食品等领域有广阔应用前景。

图 1. 非糊化/糊化淀粉基驱动器制备及驱动原理

图 2. 非糊化淀粉基驱动器光程控形变原理及效果

图 3. 糊化淀粉基驱动器多重响应原理及效果

图 4.淀粉基驱动器传感、驱动应用及可降解特性

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202304634

通讯作者简介

  杜学敏，博士，中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心主任、研究员，国家自然科学基金优秀青年基金获得者；入选中国科学院青年创新促进会会员、广东省“特支计划”科技创新青年拔尖人才、深圳市杰青；被遴选为国际仿生工程学会青年委员、中国微米纳米技术学会微纳执行器与微系统分会理事、中国复合材料学会智能复合材料专业委员会委员；担任Research期刊Associate Editor，The Innovation等期刊青年编委。近年来，以负责人身份主持国家自然科学基金优秀青年基金、国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”课题、基金委国际合作、广东省重点、深圳市杰青等项目多项，相关成果以第一及通讯作者（含共同）发表于Science Advances、Matter、Advanced Materials、ACS Nano、Advanced Functional Materials、National Science Review等期刊，已获授权专利20余项。主要从事智能高分子材料、生物界面、穿戴/植入生物器件（如组织工程支架、生物电子、柔性传感与驱动器）研究。

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