现如今，非论是在生物医学器件，照旧在软机器东说念主中，相貌挂念团员物皆还是展现出考究的应用前程。

具体来说：

最初，一些正在临床使用的医学器件，像东说念主工晶状体以及调养干眼症的泪说念栓塞等，能使手术通过微创或介入的样式进行，从而显耀裁减手术带来的毁伤。

在这里，必须指出的是，另一种不错通过反馈性变形终了微创指方向材料相貌挂念合金，因具备变形所能输出的力大且结识性更好等上风，在当下智能医学器件中的使用其实更为平时。

但不错展望的是，今后会有更多临床使用的可植入医学器件，将诈欺相貌挂念团员物来终了。

这是因为，团员物材料的分子可经营性杰出高，而相貌挂念团员物也具备诸多私有上风，如变形量大，物性高度可调（包括光声磁的透过性、降解性、模量等），易于加工成器件所需的各式复杂相貌等。

此外，团员物器件的资本比金属器件低许多，故意于胁制医疗用度。

其次，在软机器东说念主应用中，除了上述上风，相貌挂念团员物还有助于减弱机器东说念主的合座分量，并使驱动样式更为千般化。

近些年来，跟着学术界对相貌挂念变形机理的贯穿不断长远，不错说确实扫数能诈欺的刺激样式，皆有可能用来触发相貌挂念团员物的刺激反馈变形，包括热、光、电、磁、声、pH、异常化学物资等。

需要诠释的是，这种变形一般指的是，材料在无外力条目下作念出的主动反馈，是以，凯旋的外力作用，一般不被归结到刺激条目中。

而由于材料物性最容易受到温度变化的影响，因此热刺激亦然最常见的变形触发样式。

也即是说，具有结晶-熔融升沉或玻璃化升沉的交联团员物网罗，经过力热编程后，表面上均能在加热时实践相貌挂念复兴变形。

但是，凯旋更正环境温度，在不少本色应用情景皆是不施行的。

为此，盘问者们经营制备了各式各样的相貌挂念复合材料体系，能将光、电、磁、声等能量升沉为热能，以在环境温度不变的条目下，更正材料本人的温度，从而触发变形。

在这种情况下，材料的反馈速率和结识性，又将如何终了均衡呢？

如上所说，大大皆相貌挂念团员物的变形皆基于热刺激触发。

由于团员物的导热统共交低，反馈速率会受到一定限度，因此通过电热或光热的样式触发变形，就能培植材料的反馈速率。

况兼，处于临时相貌的材料，独一不加热到其热升沉温度之上，相貌一般皆能保抓长期结识。

然而，受制于传播道路或生物组织的热敏锐性，对医学中许多植入器件应用的刺激，仍然难以施加。

针对此，浙江大学赵骞教育团队，曾建议并终明晰定时变形的观念，能在不依赖于刺激施加的条目下，使材料发生变形 [1]。

另外，除了物理上的团员物热升沉，许多化学反应经由也被用于触发相貌挂念变形，赋予团员物对异常化学物资（比如葡萄糖、核酸、金属离子等）的反馈性。

这进一步丰富了材料的变形智商，并使材料展现出更广的应用后劲（如药物控释等）。

在当今盘问的基础上，近日，ag百家乐老板赵骞课题组又建议了一种“自主归附行径”，大要进一步经营和确立，可在无外部刺激下，实践复杂相貌变化的相貌挂念团员物材料。

他们接受区域化光照计策，大要精确地胁制材料不同部分的变形复兴肇端时代，从而在恒定环境下自主实践各个部位的轨则相貌复兴。

进一步地，基于光衰减效应在材料里面构建复兴肇端时代的梯度分散，通过浅近的拉伸编程，便不错终了自主转折变形，再诈欺有限元模拟指导光照图案化经营，就不错赋予材料复杂的自主多相貌变形旅途。

“关于进一步的经营与确立，不错有计划诈欺 3D 打印拓展材料的成型样式，聚合双光源投影或灰度曝光等时代，在打印经由中调控材料的空间异质结构，从而赋予材料更为丰富的变形智商，以终了更复杂的多相貌变化。”赵骞暗示。

近日，相关论文以《由光调控的可图案化归附肇端点的相貌挂念团员物》（Shape Memory Polymers with Patternable Recovery Onset Regulated by Light）为题在Advanced Materials上发表 [2]。

Jiacheng Huang 是第一作家，浙江大学陈冠聪博士和赵骞教育担任共同通信作家。

据赵骞先容，此类相貌挂念团员物材料的相貌挂念变形旨趣，是里面水分扩散主导的可逆相分辩-相和会经由。

材料的基础身分是醋酸钙配位交联的聚丙烯酸水凝胶，在加热时会发生剧烈的微相分辩，导致模量的显耀变化。

在相貌归附经由中，水分子将逐渐扩散到团员物富集相，并陪伴模量的厚重着落。

在模量着落的初期，材料相貌仍保抓不变，经过一段时代，模量着落积聚到一定进度，酿成才初始产生变化，导致了延伸变形表象。

材料中的硝基肉桂酸酯基团，大要在紫外光胁制下激发耦合反应，更正材料的相分辩行径，从而不错通过光照调控材料各个区域相貌复兴的肇端时代。

况兼，由于相貌挂念团员物的热带领相分辩经由，推崇出考究的可逆性，水凝胶网罗结构的齐备性，在相貌挂念经由中保抓不变，因此这种材料也大要重迭使用。

与此同期，该材料在合理条目下长期保存后，依旧大要结识地终了相貌挂念功能，具备考究的储存与使用结识性。

事实上，在雷同情况下，大大皆相貌挂念团员物仅能实践单一的相貌挂念变形。

多相貌变形的终了，需要复杂的材料经营与多重刺激胁制，举例，不同相升沉的材料复合，或宽升沉温度的渐变胁制，以及多种分子机制的集成组合。

但这些要道的材料合成与力热编程经由，皆杰出复杂且具有挑战性。不仅如斯，还必须严格依赖特定的外界刺激来触发变形，不够纯真与浅近。

而该盘问终了的材料，编程样式浅近，在无需外界刺激的情况下，就能终了自主多相貌变形，展现出了显耀的上风。

不外，赵骞也指出：“这种要道在变形反馈速率和肇端时刻的精确性上，仍存在一定的局限。另一方面，由于是水凝胶体系，在空气中使用时，可能会脱水导致变形不结识。这些皆是今后有待惩办的问题。”

显着，相貌挂念效应等刺激反馈变形是一种杰出趣味趣味的材料行径，不错视作材料在密度、模量、强度等典型性能以外的非传统物性。

天然它还是在生物医学与航空航天等某些异常场景中，获得了本色应用，但后来劲远远莫得获得充分阐扬。

“期待能有更多不同范围的盘问者温存到这类材料，通过多学科交叉，进一步鼓动科技的发展。”赵骞如是说。

参考而已：

1.Ni, C., Chen, D., Yin, Y. et al. Shape memory polymer with programmable recovery onset.Nature622, 748–753 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06520-8

2.Huang J., Qiu L., Ni C. et al. Shape Memory Polymers with Patternable Recovery Onset Regulated by Light.Advanced Materials, 2024: 2408324.

运营/排版：何晨龙

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