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近日，東華大學武培怡教授/雷周玥研究員團隊，受含羞草應(yīng)激響應(yīng)的啟發(fā)，設(shè)計了一種具有差異化氫鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠，通過耦合水分子梯度擴散和高分子熵彈性回復(fù)的物理過程，使人工合成的水凝膠也能歷經(jīng)非平衡態(tài)過程，實現(xiàn)生物啟發(fā)的可逆、多路徑、多狀態(tài)的應(yīng)激響應(yīng)。

靜息狀態(tài)下，弱氫鍵與強氫鍵共同組成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可以阻礙水分子的滲入。當外力激活/破壞強氫鍵簇（類伸肌細胞），使水分子更容易滲入水凝膠并溶脹強氫鍵簇，促進水分子擴散，而弱氫鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)（類屈肌細胞）則進行協(xié)同彈性變形（圖1）。因此，此時，水凝膠浸入水中時，上下表面與水接觸的時間差為啟動水凝膠的梯度膨脹提供了條件。