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张振杰、程鹏课题组:混合基质法构建光驱动人工肌肉材料
2018-07-18

人工肌肉仿生材料在工业、医药业、智能产业方面具有潜在的应用价值。人工肌肉材料可以通过外部刺激如电能、光能、热能、化学能实现向机械能的转化,并展现出一系列驱动行为如膨胀、收缩、转动、弯曲、旋转等。由于光能具有廉价易得、无污染、可远程无线操控等优点,光驱动智能材料受到了研究者们的广泛关注。其中,光驱动分子晶体由于具有响应速度快,高弹性模量和规则分子排列的特点,在最近几年崭露头角。但是如何将小尺寸的分子晶体制成大尺寸的人工肌肉材料,并具有光驱动的性能,是目前研究的挑战之一。南开大学化学学院的张振杰教授、程鹏教授与南佛罗里达大学的马胜前教授课题组合作首次利用一种混合基质的策略:分子晶体作为肌纤维,高分子作为结缔组织来交联分子晶体,成功构建了一类新型的光驱动人工肌肉材料。这类材料可以在光的控制下进行抓取、蠕动、游泳等一系列复杂运动和行为。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2018, doi.org/10.1002/anie.201805543上(第一作者是南开大学化学学院的博士生喻琪),并选为VIP文章。

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图1.光响应晶体的结构和人工肌肉运动示意。