点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:设置“休眠期”,新型智能材料可定时变形
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

设置“休眠期”,新型智能材料可定时变形

来源:中国科学报2023-09-14 09:46

  浙江大学教授谢涛与赵骞团队利用热致相分离水凝胶构建了可按需自发变形的形状记忆高分子,阐明了该类变形行为的机理及调控方法,并结合4D打印技术初步展现了该类材料用做医疗手术器件的独特潜力。相关成果9月13日在线发表于《自然》。

  2020年,日本北海道大学教授龚剑萍开发出的一类新型水凝胶进入浙江大学研究团队的视野。他们发现,这类材料具有复杂的变形行为——不仅具有形状记忆,而且“知道”什么时候要恢复记忆;回弹不仅延迟,而且是定时发生的。

  经过研究,该团队发现这类材料背后有一套独特的变形机制:材料从热变冷时,内部有两股力量在“竞争”:一方是保持临时形状的力,一方是恢复原始形状的力。开始时,保持临时形状的力占绝对优势,双方的力量差会达到1000倍以上。赵骞介绍,在很长一段时间内,材料会停留在临时形状,纹丝不动;而随着时间推移,保持临时形状的力持续不断下滑,材料就会出现肉眼可见的变形。研究显示,在力量差为20倍时,材料会出现5%的变形。

  研究人员通过磁共振成像对这种按需自发变形行为的内在机理进行了深入探究,证明该现象受控于材料内部的水分子扩散过程。基于机理的把握,研究人员得以利用“延时”来创造“定时”:操作方法非常简单,只需调控一个参数——热编程时间。目前能实现的最长“休眠期”为46分钟。

  有了这样的调控手段,研究人员就能根据“休眠期”的长短,事先对材料的不同位置设置不同的热编程时间,使得形变按时按需依次展开。

  论文中,他们概念性地展示了4D打印制备的延时变形血管支架。该支架从进入体内到输送到目标部位需要一定时间,如果依赖人体温度的触发,普通的形状记忆支架材料在到达目的地之前就会发生形变;而应用“休眠期”的定时变形器件,该支架能够在到达目标位置后启动形变。

  研究团队认为,具有定时变形效应的器件有望在生物医学工程、深空深海探测等方面发挥独特的优势。(崔雪芹)

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 假期攻坚 京西筑通途

  • 大桥飞架入“云端”

独家策划

推荐阅读
修订后的《中华人民共和国植物新品种保护条例》(以下简称《条例》)将于6月1日起施行。
2025-05-06 10:03
中国气象局日前发布《极地气候变化年报(2024)》。
2025-05-06 09:51
国家能源局新能源和可再生能源司副司长潘慧敏介绍,一季度,全国可再生能源新增装机7675万千瓦,同比增长21%,约占新增装机的90%。
2025-05-06 09:39
1865年,生物学家孟德尔在奥地利宣读了其豌豆研究成果《植物杂交实验》,为经典遗传学大厦奠基。
2025-05-06 09:35
近年来,中山大学围绕“主体、基础、应用”三个层面,在广州、珠海、深圳三校区布局人工智能相关学院,集聚近20个学院共同构建大智能学科教育体系。
2025-05-06 09:28
在上海科技大学遇见威廉·哈兹尔廷博士,他满头银发、戴着大大的方框眼镜,乍一看有点像那位创作了无数超级英雄故事的漫画家斯坦·李。
2025-05-05 14:11
五一假期进入尾声,国内外旅游市场如火如荼,知名目的地热度不减,越来越多的小众目的地也开始崭露头角。
2025-05-05 13:59
第137届广交会第三期“美好生活”5月1日开幕,12043家企业参展。
2025-05-01 17:55
BEST装置,紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置。
2025-05-01 17:52
杨永修有多个头衔,“全国五一劳动奖章”获得者、“中国青年五四奖章”获得者、全国技术能手、中国一汽首席技能大师……五一前夕,他被授予“全国劳动模范”荣誉称号。
2025-05-01 17:41
“当患者因我们的药多了一份生活的希望,那所有辛苦的日夜就有了意义。”贝达药业股份有限公司质量工程师高娅琴在接受采访时说道。
2025-05-01 17:40
21世纪初始,随着城镇化的发展,全国各地的建筑高度被一再打破。如何在保证超高建筑结构安全的同时提高建造效率,成为业界亟待破解的难题。
2025-05-01 17:32
美国的政策变化不仅影响本国科研,也导致许多国际科研项目中断或面临中断风险,对全球科研合作造成重大伤害。
2025-05-01 17:28
“对服装面料而言,防水和透气本是矛盾体,但我们采用高分子膜贴合技术,做到了既防水又透气。包括上述小程序在内,柯桥织造印染产业大脑已集成190多个应用,入驻企业4000多家,注册工程师11万多人,接入生产核心设备3万多台套。
2025-04-30 09:00
轻舟,顾名思义,以个头小、重量轻为最大特点。轻舟货运飞船副总设计师吴会英告诉记者,轻舟重量约5吨,目前的上行运力为1.8吨以上,下行为2吨。装载容积约9立方米,货物舱的体积为27立方米,可搭载航天员生活物资、科学实验设备、科学载荷等。
2025-04-30 05:10
4月29日4时10分,我国在文昌航天发射场使用长征五号乙运载火箭/远征二号上面级,成功将卫星互联网低轨03组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2025-04-30 05:10
近日,我国天都一号通导技术试验星成功完成白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验,在国际上首次打破地月空间卫星激光测距仅能在夜晚作业的时间限制,标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。
2025-04-30 05:10
搭载该模型的AI手机、智能屏幕、陪伴机器人“AI智伴小熊”等产品,为用户带来更加个性化、智能化的生活体验。
2025-04-30 09:04
加载更多