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  大部分生物組織呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)并具有各項(xiàng)異性結(jié)構(gòu)，在生物體的變形及運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮了重要作用。制備含有各項(xiàng)異性結(jié)構(gòu)的水凝膠并賦予其可控變形及運(yùn)動(dòng)功能具有重要的科學(xué)意義。目前，采用剪切、拉伸、電場(chǎng)等方法誘導(dǎo)取向可以制備含有單一取向結(jié)構(gòu)的水凝膠。這些凝膠在外界刺激下，表現(xiàn)出各向異性的響應(yīng)性。但是，制備含有復(fù)雜取向結(jié)構(gòu)、多種響應(yīng)性的水凝膠及其軟驅(qū)動(dòng)器仍存在挑戰(zhàn)。浙江大學(xué)高分子系鄭強(qiáng)、吳子良團(tuán)隊(duì)與拜羅伊特大學(xué)Josef Breu教授、浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院趙鵬教授合作，采用多步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)誘導(dǎo)納米片取向以及光模板引導(dǎo)局部聚合的方法，制備了含有復(fù)雜取向結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合水凝膠，實(shí)現(xiàn)了多種刺激下的可控變形以及模式可調(diào)節(jié)的定向運(yùn)動(dòng)。

  采用的磁性納米片具有特殊的三明治結(jié)構(gòu)，納米片表面含有高密度電荷，夾層為具有超順磁性和光熱轉(zhuǎn)化能力的γ-Fe₂O₃納米粒子。在靜態(tài)磁場(chǎng)作用下，納米片沿著磁軸方向取向，聚合后得到各向異性水凝膠。進(jìn)一步采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)誘導(dǎo)納米片沿著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)平面取向，得到具有高度取向結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合水凝膠。在溫度和光照射刺激下，該水凝膠會(huì)發(fā)生各項(xiàng)異性伸縮變形。

  論文信息及鏈接：

  Chen Fei Dai, Olena Khoruzhenko, Chengqian Zhang, Qing Li Zhu, Dejin Jiao, Miao Du, Josef Breu*, Peng Zhao*, Qiang Zheng*, Zi Liang Wu*, Magneto-Orientation of Magnetic Double Stacks for Patterned Anisotropic Hydrogels with Multiple Responses and Modulable Motions, Angew. Chem. Int. Ed.

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207272