可见光诱导相变实现聚合物材料的机械性能动态进化

研究人员通过创新性设计，使静态聚合物材料首次实现类似生物组织的动态"进化"特性。该研究利用可见光调控原位聚合反应，诱导聚合物相发生生成-分离-融合的级联转变，成功使水凝胶杨氏模量提升2400倍（18.5 kPa→44.5 MPa），为按需定制力学性能和构建多级模量超材料提供了新范式。

　　

突破性研究揭示了人工聚合物材料实现类生物组织动态进化的可能性。传统聚合物因静态特性限制难以实现性能演化，而该研究通过可见光(visible light)精确控制的相(phase)演化策略，使材料经历生成(generation)、分离(separation)、融合(fusion)的周期性转变。在水凝胶(hydrogel)体系中，这种动态相变引发机械性能的阶梯式进化，杨氏模量(Young's modulus)实现从18.5 kPa到44.5 MPa的惊人跨越，增幅超2400倍。该技术为构建具有多级模量(multilevel moduli)的复合架构超材料(metamaterials)开辟了新途径，标志着材料科学从静态设计到动态进化的范式转变。相变诱导的机械进化(mechanical evolution)特性，使聚合物材料首次具备类似生物组织的自适应能力，在组织工程、柔性机器人等领域具有重大应用前景。