合成聚合物水凝胶模仿生物组织，适用于未来逼真的机器。然而，在聚合物水凝胶致动器中，致动是各向同性的，因此它们必须交联或放置在膨胀膜中以实现高致动压力，严重阻碍了它们的性能。

在这里，南洋理工大学Pooi See Lee，Tobias Benselfelt展示了在各向异性纤维网络中组织纤维素纳米纤维会导致水凝胶片具有机械平面内增强，产生单轴、平面外应变，其性能远远超过聚合物水凝胶。

文章要点

1）这些纤维状水凝胶致动器单轴膨胀250倍，初始速率为100-150% s^-1，而各向同性水凝胶的定向应变速率分别为<10倍和<1% s^-1。阻断压力高达0.9 MPa，类似于膨胀致动器，而达到最大压力的90%的时间为1-2分钟，而交联聚合物或膨胀致动器为10分钟到数小时。

2）研究人员展示了可举起自身重量120000倍的物体的单轴执行器和可抓取物体的软抓手。此外，水凝胶可以在不损失性能的情况下回收利用。单轴溶胀允许通过凝胶添加通道用于局部溶剂输送，进一步提高驱动速率和可循环性。因此，纤维网络可以克服水凝胶致动器的主要缺点，并且是向基于水凝胶的逼真机器迈出的重大进步。

参考文献

Tobias Benselfelt, et al, Ultrafast, high-strain, and strong uniaxial hydrogel actuators from recyclable nanofibril networks, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202300487

https://doi.org/10.1002/adma.202300487