刺激响应水凝胶作为一种多功能的软执行器已经引起了人们的广泛关注。将各向异性特性和形状变化可编程性引入响应性水凝胶中，为软机器人的开发带来了许多机会。

在此，滑铁卢大学Hamed Shahsavan报道了具有预定微观结构各向异性、形状转变和自修复功能的 pH 响应性水凝胶纳米复合材料的合成。

文章要点

1）水凝胶纳米复合材料主要由两性离子单体和不对称纤维素纳米晶体组成。虽然网络的两性离子性质赋予水凝胶纳米复合材料自我修复和细胞相容性，但纤维素纳米晶体的剪切诱导排列使其具有各向异性膨胀和机械性能。由于具有自愈特性，研究人员利用剪切粘贴方法将可逆且复杂的变形编程到水凝胶中。

2）作为概念验证，研究人员展示了使用由水凝胶制成的系留和无系留软机器人来运输轻型货物。

所提出的材料系统为未来几代生物医学软机器人的开发提供了强大的工具箱。

参考文献

Nasseri, R., Bouzari, N., Huang, J. et al. Programmable nanocomposites of cellulose nanocrystals and zwitterionic hydrogels for soft robotics. Nat Commun 14, 6108 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-41874-7

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41874-7