祝贺陈婷珽同学的“A ‘‘writing’’ strategy for shape transition with infinitely adjustable shaping sequences and in situ tunable 3D structures”在Mater. Hori.上发表(Mater. Horiz., 2016, 3, 581),IF为9.095。
内应力诱导的自塑形材料可以在合适的刺激下发生平面到三维复杂形状的转变,在医用植入材料,微流道,仿生机器人等领域有广阔的应用前景。目前,实现材料自塑形的方法主要是在平面材料中引入不对称的物理或化学性质的组分。在合适的刺激下,同一平面中的不同区域发生不同响应,从而产生内应力,诱导材料的形变。这种自塑形的平面材料自身携带形变信息,可以以预设方式向目标形状转变,在材料形状的动态控制方面具有明显优势。但是由于形变信息是由固定的不对称结构决定的,这种方法难以实现形变过程和三维复杂结构的原位调控,限制了其在具有个体差异性的环境中的应用。这里,我们介绍了一种光“writing”的方法以形变信息“按需刻写”的方式解决这一局限性。
本研究以常见的形状记忆材料Nafion和具有光热转变能力的聚多巴胺(PDA)的复合材料为模型详细阐述了这种光“writing”的方法的特点和优势。我们通过高温拉伸和低温固定的方式获得处于均匀拉伸状态的Nafion/PDA平面复合材料,通过近红外光照诱导局部形状恢复,引发内应力,获得复杂的三维结构。在这一过程中,平面材料是均匀的刺激响应材料,不提供形变信息载体的作用,所有的形变过程和最终的三维结构,都由光照来控制,因而可以方便地实现形变步骤任意可调的多步形变和具有“私人订制”特点的三维形变。这种形变过程和三维复杂结构的原位调控特点有效解决了复杂交叠结构的三维形状的构建问题和标准化的器件制备和使用环境的个体差异性之间的矛盾,在个性化治疗等领域具有广阔的应用前景。