Matter：水致动、形状记忆的生物聚合物

Natt

2024-05-22

模仿自然生物可逆水致变形的创新生物聚合物在各个领域都具有巨大的潜力。

鉴于此，湖南大学汪朝晖、武汉大学陈朝吉等人创造了一种生物聚合物，通过纳米纤维素纸的铜配位碱化，将致动、吸湿和形状记忆能力相结合。

本文要点：

1）该方法将固有的亲水性多孔纳米纤维素网络转化为紧凑的两亲性膜，其特点是Cu²⁺交联的疏水域充当坚韧的“网点”，确保了优异的水稳定性和超高的湿机械性能（94.9 MPa和3.50 GPa）。水合后，膜迅速建立可逆的氢键“开关”，实现快速的塑性弹性转变。

2）网点和开关之间的相互作用解决了纤维素材料中快速、可逆的氢键网络和机械坚固性之间的固有权衡，从而促进了显著的水致动、吸湿和形状记忆。值得注意的是，该膜在水中表现出复杂的变形和快速的回收，可作为智能加密信息载体。该研究为先进响应材料的合理设计提供了分子结构工程范式。

参考文献：

Tuning water-cellulose interactions via copper-coordinated mercerization for hydro-actuated, shape-memory cellulosic hydroplastics. Matter 2024.

https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.04.033