响应型高分子水凝胶能在外界的刺激下发生形态的转变，是一类重要的智能材料，在药物控释、光学器件、智能表面、柔性传感与驱动等领域都展现出了巨大的应用潜力。

自然界中的生物体为智能材料的设计提供了丰富的灵感，如捕蝇草对于飞虫的触碰刺激可以快速形成电信号响应，从而驱动捕虫夹的闭合。中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队陈涛研究员受捕蝇草对飞虫的触碰刺激响应启发，该团队利用过饱和盐溶液的亚稳定性，开发了一种对触碰刺激具有多功能响应的新型智能高分子水凝胶，探索了其在智能软体驱动器上的驱动感知一体化应用。

该工作通过在传统水凝胶中引入过饱和的盐溶液，制备了具有过饱和结晶相变行为的亚稳态智能高分子水凝胶材料。过饱和盐溶液的结晶过程伴随着明显的放热现象，因此除了触碰刺激-结晶响应外，该智能水凝胶同时具有触碰刺激-放热响应和触碰刺激-电信号响应行为。利用这种触碰刺激-放热响应性质，该工作仿造捕蝇草的“触碰刺激-电信号-驱动信号”的级联响应机制成功设计了一种基于“触碰刺激-热信号-驱动信号”的级联响应模式，最终实现智能高分子水凝胶软驱动器的触碰刺激-驱动响应。

此外，智能高分子水凝胶的触碰刺激-电信号响应行为赋予了该智能软驱动器额外的触碰感知功能，实现了该智能软驱动器的感知驱动一体化功能集成，为下一代智能软体机器人的研究提供了新的思路。

该工作以题为“Touch-Responsive Hydrogel for Biomimetic Flytrap-Like Soft Actuator”发表在Nano-Micro Letters, 2022, 14, 182上。

仿生触碰响应智能水凝胶

文章来源：中国科学院宁波材料技术与工程研究所