《AM》浙大朱书泽/浙理工刘爱萍：导电可拉伸智能水凝胶致动器中可逆弹塑性相变的氢键编程

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摘要: 智能水凝胶在执行器、人机交互和柔性机器人等领域受到广泛关注。然而，当构建大型驱动系统时，它们通常表现出有限的驱动力（≈2 kPa）和驱动速度。从游丝的能量转换机制中得到启示，研制了一种具有较强收缩能力的弹塑性可控复合水凝胶（PCTA）。通过精确控制分子间和分子内氢键相互作用，可以对材料的弹性和塑性进行编程，以促进有效的能量储存和释放。所提出的机制能够在超高工作密度（0.96 MJ m−3）下快速产生高收缩力（900 kPa）。分子动力学模拟结果表明，氢键数量和性质的改变导致水凝胶发生明显的弹塑性转变。此外，所述导电PCTA水凝胶表现出多模态感测能力，包括具有宽感测范围（1-200%）、快速响应时间（180 ms）和输出信号的优异线性度的可拉伸应变感测。此外，它还具有出色的温度和湿度传感能力，检测精度高。该复 ………………………………