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科研进展

深圳先进院发表仿生传感与驱动材料综述

时间:2019-05-16  来源:医工所纳米调控研究室 赵启龙 文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控研究室杜学敏副研究?#20445;?#36890;讯作者)及其团队成员赵启龙博士(第一作者)、王运龙博士(共同第一作者)和崔欢庆助理研究员等在光电磁功能材料知名期刊Journal of Materials Chemistry C上发表仿生传感与驱动材料研究综述,全面总结了可随外界环境变化发生颜色和形状改变的仿生传感与驱动材料的设计原理和研究进展,并详细评述?#33487;?#31867;材料在传感器、执行器、柔性电?#21360;?#36719;体机器人、生物医药等多领域的应用和发展前景(Bio-inspired Sensing and Actuating Materials, Journal of Materials Chemistry C, 2019, DOI: 10.1039/C9TC01483G, IF: 5.976)。该综述文章同?#21271;?#36873;为Back cover2019 Journal of Materials Chemistry C HOT Papers并重点报道。 

  自然界中许多生物(如章鱼、变色龙、松果、含羞草等)经亿万年进化具备了通过颜色和形态改变来响应环境变化(如湿度、温度、光照、触碰等)的神奇能力,极大提升了生物的环境适应能力和生存能力。生物的这类环境适应性行为,?#36130;?#21457;了科学家们研究开发可感知外界刺激并动态改变颜色和形态的新型仿生智能材料。在仿生策略指引下,通过对材料分子功能、微纳结构的合理设计,科学?#39029;?#21151;构建了一系列?#19978;?#24212;特定刺激并产生颜色和形状改变的新型仿生传感与驱动材料。这类仿生材料在诸多领域,特别是传感器和执行器?#30830;?#38754;,具备传统材料难以具有的独特优势和巨大潜力。 

  在前期研究工作中,杜学敏及其研究团队在仿生变色材料(J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 3542; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 38117; Sensor Actuat. B, 2016, 223, 318)和变形材料(Adv. Mater. 2017, 29, 1702231; Research, 2019, 2019, 6398296; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11, 15927)?#30830;?#38754;取得了重要进展,阐述了其变色与变形机制及设计策略,并进一步探索?#33487;?#31867;变色材料和变形材料在生化传感、功能化柔性电?#21360;?#32452;织工程等领域应?#20204;?#26223;(Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1801027; Adv. Mater. Technol., 2017, 2, 1700120; J. Mater. Chem B, 2013, 1, 1535; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 24748)。 

  该系列研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然基金、广东省、深圳市等科技项目资助。 

  论文链接

图1 生物界中诸多生物的环境响应特性(如松果鳞片在不同湿度环境下的开?#31995;?#33410;)启发了新型仿生传感和驱动材料的研发。

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