基于光和湿度双重驱动软体机器人的荧光增强性水检测器

作     者：王子正 保金映 黄睿 宋晨捷 申晨 孙健 兰若尘 张兰英 杨槐 Zizheng Wang;Jinying Bao;Rui Huang;Chenjie Song;Chen Shen;Jian Sun;Ruochen Lan;Lanying Zhang;Huai Yang

作者机构：School of Materials Science and EngineeringPeking UniversityBeijing 100871China Institute of Advanced MaterialsKey Lab of Fluorine and Silicon for Energy Materials and Chemistry of Ministry of EducationJiangxi Normal UniversityNanchang 330022China School of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Department of OphthalmologyBeijing Anzhen HospitalCapital Medical UniversityBeijing 100029China China National Machinery Industry Corporation(Sinomach)Beijing 100080China Key Laboratory of Polymer Chemistry and Physics of Ministry of EducationPeking UniversityBeijing 100871China 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(51927806,51921002,51903004 and 52202081) the National Natural Science Foundation of China Joint Fund(U22A20163) China Postdoctoral Science Foundation Funded Project(BX2021003 and 2022M720206) 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2023年第66卷第6期

页      码：2445-2453页

摘      要：智能仿生软材料是近年来科学研究的重点之一.液晶高分子材料是众多软材料中最有发展潜力的材料之一.目前通过液晶高分子材料制备具有复杂功能和多种响应的仿生器件主要通过两种方法,其一是引入多种响应性基团,赋予材料多重响应.另一个是构建单一刺激下具有变形变色协同功能的材料.然而,结合这两种策略,构建既具有多重刺激响应,又能协同变形变色的新型液晶高分子仍然是一个挑战.为此,本工作通过结合光响应性液晶网络和亲水的聚(2-羧乙基丙烯酸酯共丙烯酸)层(PC),制备了一种光和湿度双重响应的软驱动器.在紫外光的驱动下,偶氮苯的分子异构驱动复合薄膜的各向异性形变.环境湿度的变化能使亲水的PC层发生溶胀和脱水,使薄膜发生另一模式的形变.由于薄膜内部荧光分子与水分子的协同作用,PC膜的荧光强度增强.由于整合了双重响应性和协同行为,这种新型的双响应驱动器在制造智能软体机器人方面具有较大的潜力.通过合理的设计,我们制备了一个光驱动的智能软体机器人.该机器人表现出检测水、改变运动模式和荧光强度的能力,在构筑具有识别、响应和自我调整能力的多功能软体机器人方面具有实际应用潜力.

主 题 词：软体机器人 响应性 液晶高分子 荧光增强 软材料 荧光分子 环境湿度 多重响应 

学科分类：07[理学] 070205[070205] 080202[080202] 08[工学] 080501[080501] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s40843-022-2391-3

馆 藏 号：203121574...