「前沿技術」應變適應性仿生智能皮膚

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受DARPA生物技術辦公室資助,美國埃默裡大學的研究人員研發出一種應變適應性智能皮膚(SASS),在色移過程中能保持尺寸恆定。

刺激響應性變色水凝膠通常由內嵌的光子晶體顯色,但需要較大的變形(>20%)才能改變光子晶體的晶格常數併產生可觀察的色移(100 nm)。為此,研究人員利用響應性光子晶體薄膜和四聚乙二醇支撐層,構成應變適應性智能皮膚。響應性光子薄膜由粒徑180 nm、具有核殼結構的磁性顆粒Fe3O4@SiO2與聚(N-異丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)組成的前驅體溶液經紫外光固化而成,並通過激光切割得到所需的特殊形狀(魚狀和樹葉狀)。支撐層由兩種四聚乙二醇預聚物tetra-PEG-NH2和tetra-PEG-NHS組成的前驅體混合溶液室溫凝膠化而成,具有良好的拉伸性和強度,表現出應變適應性。研究發現:這種智能皮膚可承受約150%的應變,對熱和自然光表現出強烈且可逆的光學響應,最大色移接近120 nm,其光學響應可由聚焦激光束進行空間和時間調節。

「前沿技术」应变适应性仿生智能皮肤

圖 應變適應性智能皮膚

這項研究為設計和製造新型智能皮膚提供了新思路,將促進偽裝、信號傳輸和防偽等技術的發展。

(藍海星)

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「前沿技术」应变适应性仿生智能皮肤


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