具有刺激响应、可编程形状记忆效应的材料在智能织物、软机器人和生物医学领域具有广阔的应用前景。特别是具有单一材料组分的多重形状记忆聚合物，由于具备可调谐的转变温度和在宽温度范围内的多重形状记忆效应，受到了研究学者广泛关注。目前报道的可调谐多重形状记忆效应与材料组分的热力学行为紧密相关，即由温度/热触发调控材料的力学行为。这大大限制了材料在热敏性场景中的应用，例如生物体组织。在这些场景中，过多的能量输入可能会对细胞和周围组织造成潜在的伤害。
本研究工作报道了具有超分子中间相网络结构的纤维素衍生物聚合物的吸湿可调多重形状记忆效应。由动态氢键搭建的超分子网络结构使聚合物在较宽的相对湿度范围内呈现出显著的力学响应特性。在宽范围可调的相对湿度的独立调控下，聚合物在室温条件下表现出双、三、四重形状记忆行为，并展现出一种独特的湿度记忆效应。这种新颖的湿度记忆效应可以类比于传统热响应形状记忆材料的温度记忆效应，对材料可编程形状记忆行为的精确调控具有重要意义。此外，该聚合物在形状固定率、恢复率和循环稳定性方面均表现出优异的性能。论文详细研究并阐述了该种新型湿度调控多重形状记忆效应的发生机制，为挖掘构建更多非热适型多重形状记忆高分子材料体系提供了一定的理论依据和指导。这种由湿度调控的多重形状记忆聚合物有望在恒温环境中进行自主、快速、可编程的形状驱动，在生物医学领域显示出巨大的应用前景。
该工作由深圳大学高等研究院黄思雅研究员课题组独立完成，论文第一作者是深圳大学高等研究院硕士生杜波彦。该研究工作得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.3c00239
科研动态