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团队开发受章鱼皮启发的智能合成材料
宾夕法尼亚州立大学的研究人员利用水凝胶开发了多功能智能合成皮肤，使其能够加密信息并适应刺激。
来源:Scientific Inquirer尽管合成材料在不同行业和科学领域都很流行，但大多数都是为了提供有限的功能而开发的。为了解决这种不灵活性问题，宾夕法尼亚州立大学的研究人员在工业与制造工程 (IME) 助理教授孙洪涛的带领下，开发了一种可以打印多功能“智能合成皮肤”的制造方法，这是一种可配置的材料，可用于加密或解密信息、实现自适应伪装、为软机器人提供动力等。
使用他们的新颖方法，该团队用水凝胶（一种富含水的凝胶状材料）制作了可编程智能皮肤。与具有固定特性的传统合成材料相比，智能皮肤能够增强多功能性，使研究人员能够调整凝胶在受到热、溶剂或机械应力等外部刺激时对光学外观、机械响应、表面纹理和形状变形的动态控制。
该团队在《自然通讯》上发表的一篇论文中详细介绍了他们的工作。他们的论文也出现在编辑亮点中。
据该项目首席研究员 Sun 称，这种材料的想法是由章鱼等头足类动物的自然生物学引发的，它们可以控制皮肤的外观，以伪装自己免受捕食者的侵害或相互交流。
“头足类动物使用复杂的肌肉和神经系统来动态控制皮肤的外观和纹理，”孙说。 “受到这些软生物体的启发，我们开发了一种 4D 打印系统，以在合成软材料中捕捉这一想法。”
这些图案控制材料的不同区域对其环境的响应方式，当暴露于温度、液体或机械力的变化时，某些区域比其他区域消溶胀或软化更多。通过仔细设计图案，团队可以决定材料的整体表现。
图片来源：孙洪涛