考研北航(考研北航难度大吗)

考研北航，考研北航难度大吗

由于溶剂扩散引起的体积变化机制，目前的水凝胶致动器大多存在致动强度弱和响应速度慢的问题。近日，北京航空航天大学刘明杰教授团队报告了一种受骨骼肌启发的有机水凝胶致动器，其中溶剂被限制在疏水微域中。有机水凝胶致动器由分隔的定向网络变形而不是体积变化驱动，避免了溶剂扩散带来的限制。有机水凝胶致动器的致动频率为 0.11 Hz——是传统溶剂扩散驱动的水凝胶致动器 (<10−3 Hz) 的 110 倍，并且可以举起自身重量的 85 倍以上。该设计实现了高响应速度、高驱动强度和大材料尺寸的结合，提出了一种制造可与骨骼肌性能相媲美的水凝胶驱动器的策略。

文章要点

1）在OHA中，溶剂可以被限制在疏水微区内，而驱动可以通过响应网络的定向变形来完成。

2）基于机理，OHA表现出0.11 Hz的尺寸无关响应速度和47.3 kPa的致动强度，超过了传统水凝胶(< 10-3 Hz和10-1 kPa)。

3）利用激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)、小角X射线散射(SAXS)和差示扫描量热仪(DSC)对OHA的体积相变过程进行了微观分析。这些表征揭示了亲油网络和响应性网络是如何限制溶剂并实现各向异性驱动的。

研究认为，肌肉仿生策略可以拓宽现有的水凝胶驱动器的驱动机制，同时显著突破其天花板效率。

相关论文以题为 High-performance organohydrogel artificial muscle with compartmentalized anisotropic actuation under micro-domain confinement发表在《 Advanced Materials》上。

参考文献

DOI: 10.1002/adma.202202193

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