刺激响应水凝胶作为一类通用的软致动器，已经引起了人们的极大关注。将各向异性特性和形状变化可编程性引入响应水凝胶有望为软机器人的发展带来大量机遇。鉴于此，来自滑铁卢大学化学工程系的Hamed Shahsavan等人开发了具有预定微观结构各向异性、形状转变和自修复的pH响应性水凝胶纳米复合材料。

文章要点：

1) 该研究开发的这一水凝胶纳米复合材料主要由两性离子单体和不对称纤维素纳米晶体组成，虽然网络的两性离子性质赋予了该水凝胶纳米复合材料自修复和细胞相容性，但纤维素纳米晶体的剪切诱导排列使其具有各向异性的溶胀和机械性能；

2) 此外，由于其自修复特性，研究利用剪切粘贴方法将可逆和复杂的变形编程到水凝胶中。作为概念验证，并展示了使用水凝胶制成的系留和无系留软机器人运输轻型货物，该研究认为，所提出的材料系统为未来几代生物医学软机器人的开发提供了强大的工具箱。

参考资料：

Nasseri, R., Bouzari, N., Huang, J. et al. Programmable nanocomposites of cellulose nanocrystals and zwitterionic hydrogels for soft robotics. Nat Commun 14, 6108 (2023).

10.1038/s41467-023-41874-7

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41874-7