由于各向异性结构在多个长度尺度上的分层组装，生物体可以在外界刺激下进行灵活可控的多模态运动。然而，由于各向异性层次结构和结构设计精度不足，人造软致动器的响应速度、变形可编程性和运动能力有限，尤其是在恶劣环境下。

在这里，中科大Huai-Ping Cong，俞书宏院士报道了一种程序化组装定向限制聚合方法，用于在预先设计的各向异性层状支架中通过定向冷冻辅助聚合来制造环境耐受且快速响应的水凝胶，该水凝胶具有层状组装限制的细胞结构，与高度排列的纳米柱相互渗透。

文章要点

1）获得的水凝胶在温度/光/溶剂刺激下表现出超快响应性和各向异性变形，在浸泡100天以上的全极性溶剂中保持高度一致的响应变形能力。

2）此外，该水凝胶可实现光敏可编程多步态运动，其幅度和方向性由内在结构精确调控，包括在水和非极性溶剂中的受控爬行和旋转，以及在极性溶剂中的三维自推进漂浮和游泳。

因此，这种具有分级有序结构和灵巧运动的水凝胶可能适用于在恶劣溶剂环境中服务的柔性智能致动器。

参考文献

Yao, X., Chen, H., Qin, H. et al. Solvent-adaptive hydrogels with lamellar confinement cellular structure for programmable multimodal locomotion. Nat Commun 15, 9254 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-53549-y

https://doi.org/10.1038/s41467-024-53549-y