11月23日-24日,前沿软物质学院连续举行2场海青论坛,邀请埃因霍温理工大学刘丹青副教授和芬兰阿尔托大学张航教授,分别就“液晶交互材料在软性机器人的应用”和“面向反馈控制软物质体系的新型互穿网络水凝胶设计”2个主题做学术报告。

刘丹青副教授详细介绍了其课题组利用各种分子涂层的二维组装,将液晶聚合物材料用于软性机器人的科研进展。例如,发现LCN表面可通过各种触发器例如温度、光和电场的输入,动态变形为各种预先设计的图案。这些微观变形能表现出对摩擦学、触觉、微通道中流体的层流混合和定向细胞生长的宏观影响。这种对二维软性机器人的控制释放与许多潜在的应用有关,包括润滑、控制粘附、药物输送和农业、海洋和生物医学设备中的防污、个人护理和化妆品等。
“水凝胶是在水中溶胀交联的聚合物网络,具有柔软、接近生物组织的机械性能、高多孔性和响应性。近年来,水凝胶在生物医学、软体机器人、人工皮肤等领域展现出巨大的应用潜力,而其网络设计极大的决定了水凝胶的性能和响应。”张航教授在报告中介绍,其课题组将纳米纤维状琼脂糖网络与热响应性聚(N-异丙基丙烯酰胺)网络形成互穿网络结构,实现了一系列具有可调节光学性能、高效可切换水下黏附性能、可热训练力学性能等特殊性质的新型水凝胶。具体包括基于可调节光散射特性,在多组分水凝胶耦合组成的软系统中实现了光驱动负反馈回路,进而实现稳定的温度自振荡或阻尼稳定状态;基于负反馈控制的信号传导途径使该系统的力学响应依赖于外界力学刺激的幅度和频率,由此设计出类植物受力作用产生响应(如含羞草和捕蝇草)的人工软物质体系。此类负反馈控制软物质体系为制备新型耗散动态材料和交互式软体机器人提供了新的方法。

通过这2场海青论坛的深入交流,让学院师生了解到越来越多的新材料研发为AI智能机器人的性能提升,提供了新的解决思路,也启迪学院师生未来布局分子AI课题研究的重大意义。
图文:宋耀豪、前沿软物质学院
编辑:余锦婷
初审:黄明俊
复审:康德飞
终审:王林格