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概要：生命活动，例如呼吸，是通过细胞、组织和器官的持续形状调节来完成的。开发具有形状变形能力的智能材料是迈向类生命系统和可穿戴电子设备、软体机器人和仿生执行器等新兴技术的关键一步。从细胞中汲取灵感，人们组装了智能囊泡系统来模拟生物形状的调节。这将有助于理解细胞形状的适应性，并指导具有形状变形能力的智能材料的设计。由两亲性分子组装的聚合物囊泡就是一个卓越的囊泡系统的例子。其化学多功能性、物理稳定性和表面功能性使其有望应用于纳米医学、纳米反应器和仿生系统。然而，由于聚合物链的低流动性和囊泡膜的低渗透性导致能量分布不均匀，因此很难驱动聚合物囊泡脱离平衡态来诱导形状转变。过去几十年来，大量的研究开发了各种驱动形状转变的方法，包括透析、化学添加、温度变化、聚合、气体交换等。如今，聚合物囊泡可以被设计成各种非球形形状。尽管取得了令人瞩目的进展，但目前关于聚合物囊泡形状转变的研究大多仍处于反复试验阶段。预测和编程控制聚合物囊泡的形状转变是一项巨大的挑战。深入了解聚合物囊泡的变形路径将有助于从反复试验阶段过渡到计算阶段。本文介绍了聚合物囊泡形状转变的最新进展。为了进行深入分析，我们将聚合物囊泡的形状转变分为基本变形和耦合变形。首先，我们讨论聚合物囊泡的基本变形，重点关注两种变形路径：扁圆形路径和扁长圆形路径。并介绍了触发不同变形路径的策略。其次，我们探讨了两种变形途径选择性的起源以及控制这种选择性的策略。第三，我们探讨了聚合物囊泡的耦合变形，重点关注两种基本变形途径的切换和耦合。最后，我们分析了聚合物囊泡形状转变的挑战与机遇。我们设想，对变形途径的系统理解将推动聚合物囊泡形状转变从反复试验阶段进入计算阶段。这将使我们能够预测纳米颗粒在血液和间质组织等复杂环境中的变形行为，并最终获得人造应用所需的先进结构。
聚合物囊泡的形状转变
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