在自然界中,生物普遍具有动态适应性行为,例如含羞草的叶子在被触碰后会快速收缩,受此类现象启发,科学家开发出一系列可模拟自然界生物的响应行为的形状记忆聚合物 (SMP)。这些聚合物能够进行类似生命体的运动,包括扩张、收缩和弯曲,以及更复杂的动作,因此有望被应用于生物医学、智能运动和货物处理等众多领域。根据刺激源的不同,SMP可被分类为温度响应型、电响应型和光响应型等等。其中,温度响应型 SMP 因其出色的稳定性、可靠性和易于控制而尤为引人注目。SMP 的触发温度和能量密度对于其在生物医学和智能传感中的实际应用起着至关重要的作用。过低的触发温度会使得SMP很难在室温下保持其预设形状。过高的触发温度则会限制SMP在人体中的应用,因为高于 50°C 的温度会导致不可逆的组织损伤。因此,开发在理想触发温度下运行并保持高能量密度的热响应 SMP 至关重要。据此,山东大学王旭教授课题组在Advanced Science上以研究论文的形式发表了题为“Mimosa-Inspired Body Temperature-Responsive Shape Memory Polymer Networks: High Energy Densities and Multi-Recyclability”的研究成果。
图4. (a) 样品在不同温度下的应力松弛曲线。(b) 通过阿伦尼乌斯方程确定样品的活化能。(c)样品修复前后的数码照片。 (d) 切断后的样品焊接过程示意图。(e) 焊接后的样品提升 500 克物体的数码照片。 (f) 完整样品和焊接后的样品应力-应变曲线。(g) 热压的热压回收过程。 (h) 样品经过三次热压循环后的 FTIR 光谱和(i)应力-应变曲线。
论文链接:
“Mimosa-Inspired Body Temperature-Responsive Shape Memory Polymer Networks: High Energy Densities and Multi-Recyclability”
http://doi.org/10.1002/advs.202407596
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