基于冷致形状记忆水凝胶的超强可编程人工肌肉(英文)

作者:华璐钦; 赵传壮; 关欣; 陆健磊; 张佳玮*
来源:Science China-Materials, 2022, 65(08): 2274-2280.

摘要

热致响应形状记忆水凝胶通常在低温时固定临时形状,升高温度回复至初始形状.然而,水凝胶高含水量的特点导致其较弱的力学性能,限制了其广泛应用.本文介绍了一种具有独特的冷致形状回复功能的聚丙烯酸/乙酸钙水凝胶,由于乙酸基团在高温下形成聚集体,进而会导致聚丙烯酸网络的疏水聚集和硬化,因而水凝胶的临时形状可在70℃时固定,并在20℃的低温环境回复至初始形状.同时,通过调控形状固定时间可以实现分步形状恢复.这种形状记忆水凝胶可用作人工肌肉,其做功能力高达45.2 kJ m-3,远超过一般动物肌肉的做功能力(~8 kJ m-3).