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  具有冷致形變功能的形狀記憶水凝膠可以在高溫時(shí)提升模量、固定臨時(shí)形狀，冷卻時(shí)降低模量、回復(fù)至初始形狀。近期，寧波大學(xué)趙傳壯課題組提出了一種新穎的形狀記憶水凝膠（2CH-gel）。研究者以二乙烯三胺（DETA）作為動(dòng)態(tài)交聯(lián)劑制備聚丙烯酸（PAA）水凝膠，通過醋酸鈣（Ca(Ac)₂）浸泡處理，得到了具有可重塑永久形狀和可編程冷誘導(dǎo)形變的形狀記憶水凝膠。在此材料中，聚合物鏈和乙酸基團(tuán)的電荷輔助疏水聚集使水凝膠可在加熱時(shí)固定臨時(shí)形狀，冷卻后發(fā)生解聚集實(shí)現(xiàn)形狀回復(fù)。PAA和DETA之間的電荷輔助氫鍵賦予水凝膠自愈合特性，借助自愈合特性，可以對(duì)材料進(jìn)行拼圖式的形狀編輯，從而實(shí)現(xiàn)了形狀記憶功能的靈活設(shè)計(jì)（圖1）。通過調(diào)整浸泡的Ca(Ac)₂濃度，可以調(diào)節(jié)形狀回復(fù)速率，從而賦予材料時(shí)空可編輯的形狀記憶功能。

圖1. 2CH-gel 的形狀編輯功能和機(jī)理

圖2. 具有可編輯形狀的2CH-gel 的作為抗沖擊材料的展示

  以上相關(guān)成果發(fā)表在Soft Matter上。論文的第一作者為寧波大學(xué)碩士研究生吳欣俊，通訊作者為寧波大學(xué)趙傳壯教授和天津工業(yè)大學(xué)張佳瑋教授。該工作受到國家自然科學(xué)基金的資助。

  論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/sm/d3sm01429k