具有大角度可逆弯曲特性的温度-光双响应复合水凝胶

为解决传统聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)水凝胶在多层软驱动器应用中存在的界面结合弱、响应变形不足等问题，研究人员通过表面接枝聚合法开发了PDMS-MoS2/Ca/PNIPAm双响应水凝胶。该材料在BP 5wt%、NIPAm 20wt%、MoS2 7.5mg·mL?1优化条件下，实现了360°至-360°的可逆弯曲，为多响应水凝胶系统开发提供新思路。

　　

这项突破性研究展示了一种能"跳舞"的智能水凝胶——通过巧妙地将聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底与掺入二硫化钼(MoS₂)和钙离子的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)网络结合，创造了具有惊人变形能力的双响应材料。当环境温度超过临界溶解温度(LCST)或受到近红外光照射时，水凝胶层会发生剧烈收缩，而PDMS层保持稳定，产生类似"翻跟头"的360°双向弯曲。

研究团队通过系统优化苯甲酮(BP)光引发剂浓度(5wt%)和单体浓度(20wt%)，显著提升了材料的结构完整性。更令人振奋的是，当二硫化钼(MoS₂)纳米片浓度达到7.5mg·mL^?1时，材料不仅温度敏感性增强，还展现出优异的光热转换性能。这种"一材双响"的特性使其能像生物肌肉般对外界刺激产生精准形变，在软体机器人、微创手术器械等领域具有广阔应用前景。