水凝胶驱动器的协同荧光调控方面取得新进展

受自然界变色龙等生物的协同变色和运动行为启发，科学家们一直在努力尝试设计具有与生命体材料相当模量和软湿特性的高分子水凝胶体系，去模仿生物体的变形和颜色变化的调控。然而，想要在单一刺激下实现水凝胶驱动器的复杂变形与智能变色能力的协同，仍然具有挑战。近年来，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等在荧光水凝胶体系的构建及其颜色调控与仿生驱动方面取得了一系列的研究进展 （Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1704568; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 16243; Sci. China Mater.2019, 62, 831; ACS Macro Lett. 2019, 8, 937; Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1905514; ACS Nano, 2021, 15, 10415; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 8608；Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 3640; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202107281）。

近期，智能高分子材料团队陈涛研究员等报道了一种具有良好的变形和变色能力的油/水凝胶驱动器，该工作采用两步互穿的方法制备了还原氧化石墨烯（rGO）掺杂的亲水性聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）水凝胶网络和疏水性聚甲基丙烯酸月桂酯（PLMA）油凝胶网络组成的各向异性油水凝胶驱动器。由于荧光单体N-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）丙烯酰胺（ATPE）和荧光配体6-丙烯酰胺吡啶甲酸（6APA）的协同作用，PLMA聚合物网络中无论是否存在Eu³⁺，油水凝胶驱动器都能在热/近红外刺激下显示出荧光颜色变化。这为基于高分子凝胶体系的类变色龙材料的仿生构建提供了一种新的思路。

油/水凝胶驱动器在热刺激下实现可形变驱动器的颜色调控

该工作近期以题为“Biomimetic Organohydrogel Actuator with high response speed and synergistic fluorescent variation”的论文发表在Chem. Eng. J, 2021, DOI: 10.1016/j.cej.2021.132290。本研究得到了国·家自然科学基金（51773215、21774138）、国·家重·点研发计划项目（2018YFC0114900、2018YFB1105100）、中国博士后科学基金项目（2020M671828）、中国科学院青年创新促进会（2017337）、中国科学院前沿科学重·点研究项目（QYZDB-SSW-SLH036）、中德人才流动计划（M-0424）、王宽诚教育基金（GJTD-2019-13）等项目的支持。