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  作為一種新興的仿生材料，刺激響應(yīng)性水凝膠因其靈活的響應(yīng)能力和多樣的調(diào)控手段，近年來(lái)受到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。然而，現(xiàn)階段基于刺激響應(yīng)性水凝膠制備的絕大多數(shù)致動(dòng)器件往往僅能夠?qū)崿F(xiàn)“刺激-形變”的單向致動(dòng)調(diào)控過(guò)程，這與有機(jī)生命體“識(shí)別-判斷-執(zhí)行”的高級(jí)智能行為還有較大差距。例如，自然界中的智能生命體可以通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)識(shí)別外界環(huán)境狀況及自身的姿態(tài)，進(jìn)而決定是否進(jìn)行身體移動(dòng)；相反，現(xiàn)有柔性致動(dòng)器件的刺激響應(yīng)形變過(guò)程則缺乏有意識(shí)的主觀判斷，只能在無(wú)干擾的理想實(shí)驗(yàn)環(huán)境下完成可控的致動(dòng)驅(qū)動(dòng)任務(wù)，在復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性及其自身所展現(xiàn)的智能性仍有待提高。為了實(shí)現(xiàn)類生命體“識(shí)別-判斷-執(zhí)行”的智能致動(dòng)過(guò)程，柔性致動(dòng)器不僅要具備靈活可控的致動(dòng)能力，還要具備對(duì)其自身形變過(guò)程進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別的自我感知能力。因此，發(fā)展兼具致動(dòng)能力和感知能力的新型柔性致動(dòng)材料，使其不僅能夠在外界環(huán)境刺激下產(chǎn)生可控形變，還能夠?qū)ζ浯碳ろ憫?yīng)性形變過(guò)程進(jìn)行自我識(shí)別，對(duì)實(shí)現(xiàn)類生命體“識(shí)別-判斷-執(zhí)行”的智能仿生致動(dòng)器的制備及應(yīng)用具有巨大的意義。

亮點(diǎn)1：海綿狀微觀結(jié)構(gòu)賦予水凝膠超快的響應(yīng)速度和致動(dòng)行為

亮點(diǎn)2：半互穿結(jié)構(gòu)帶來(lái)的低遲滯高靈敏電學(xué)自感知性能

圖三、半互穿海綿狀水凝膠致動(dòng)器的電學(xué)自感知性能測(cè)試

亮點(diǎn)3：仿生水凝膠致動(dòng)器自身姿態(tài)的快速自調(diào)節(jié)

  結(jié)論：該工作利用溫度誘導(dǎo)微相分離聚合和原位氧化聚合，制備了由PNIPAM和PANI組成的半互穿海綿狀自感知水凝膠。以該材料構(gòu)筑成的具有光致形變能力的自感知柔性致動(dòng)器，表現(xiàn)出高響應(yīng)速率、高度可編程性及實(shí)時(shí)自感知等諸多特點(diǎn)。在集成到閉環(huán)控制回路中后，自感知柔性致動(dòng)器能夠完成與自然界中智能生命體相接近的實(shí)時(shí)感知能力和自我調(diào)節(jié)行為。該材料的制備，為下一代智能軟體機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制造提供了新的思路。

  原文鏈接：

  https://authors.elsevier.com/a/1h6Nj4x7R2gMw1

  https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143515