为了赋予自主机器除简单刺激响应之外的驱动能力,迫切需要开发功能性软物质,并且无需逐步控制即可完成组织良好任务的能力。西北大学Samuel I. Stupp报道了光活化和电活化水凝胶的设计,该水凝胶可以捕获和运送货物,避免障碍物,并在没有外部逐步控制的情况下返回。
本文要点
(1)通过在水凝胶中加入两种具有不同化学取代基的螺吡喃单体,研究创建了化学随机网络,能够在恒定电场下实现光调节电荷逆转和自主行为。
(2)此外,利用介电不均匀性引起的电场扰动,水凝胶可以被高介电常数材料吸引,并在电场矢量的引导下自主绕过低介电常数的材料。
(3)本文开发的光活性和电活性水凝胶可以使用恒定的外部刺激自主执行任务,这对分子设计的智能机器人材料的发展是一个令人鼓舞的结果。
Yang Yang, et al. Autonomous hydrogel locomotion regulated by light and electric fields. Science Advances. 2023
DOI:10.1126/sciadv.adi4566
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi4566