「前沿技能」光驱动的水凝胶微致动器

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瑞士洛桑联邦理工学院的研究职员受肌肉开导，用金纳米棒和水凝胶制成纳米致动器，可用于构建柔性微机电体系、软体呆板人等。

图1 纳米致动器布局

水凝胶的可塑性和构造相容性好，在生物工程范畴有紧张应用远景，现在存在的重要题目是机器性能较差。研究职员使用可控胶体自组装、等离激元纳米换能器和原位聚合技能，用水凝胶构建出柔性微机电体系。制备时，先在金纳米棒上涂覆热敏pNIPMAM水凝胶，形成直径约400nm的纳米致动器。此中，金纳米棒外貌涂有十六烷基三甲基溴化铵，可在硝酸银作用下高效汲取近红外光而发热，使水凝胶快速紧缩，光照消逝后水凝胶规复原状。这种纳米致动器刚度约4.8±2.1 kPa，相对行程达0.3，孕育发生的应力到达10 kPa，性能与工程生物肌肉靠近。向纳米致动器溶液中添加戊二醛后，还能使多个纳米实行器自组装成直径约50μm的微致动器。

这项研究的水凝胶微致动器可在近红外光照耀下紧缩，驱动阀门、连杆等机构，组合成光驱动的软体呆板人，还可用作人体植入物，刺激特定构造或靶向运送药物。

（蓝海星）