形状记忆水凝胶为功能性软材料提供了广泛的应用。然而，大多数形状记忆水凝胶表现出较差的力学性能和低致动强度，这限制了其在智能仿生设备领域的应用。肌肉、肌腱等生物组织具有极强的力学性能和神经电信号响应能力，这与它们的结构与组成密切相关，其力学强度、驱动输出强度远超目前各类形状记忆水凝胶。因此，从结构、组成等方面全方位模拟肌肉组织有望解决形状记忆水凝胶领域力学强度差、驱动输出弱等痛点。

 图1. 肌肉仿生多级取向PVA/天然胶乳复合水凝胶（OPNH）的制备及微观机理图 

 图2. OPNH的多级取向结构及界面相互作用

 图3. OPNH的各向异性力学性能展示

 图4. OPNH的形状记忆过程、形状记忆能力和驱动输出强度

 图5. OPNH中天然橡胶拉伸诱导结晶的原理探究

 图6. OPNH的肌肉仿生性能与形状记忆展示

  研究人员展示了一种具有肌肉仿生多级取向结构的OPNH水凝胶弹性体及优异的形状记忆驱动输出强度。先进的设计原理包括：（1）PVA在拉伸干燥过程中网络结构重排，结晶度提高，各向异性结构得以保留；（2）天然胶乳粒子表面丰富的蛋白质、磷脂等使PVA与橡胶之间的界面相容性良好，OPNH受力时橡胶粒子产生能量耗散，增韧水凝胶；（3）天然橡胶拉伸诱导结晶赋予OPNH极强的驱动输出能力。基于此，OPNH展现了优异的力学性能和形状记忆响应能力，为智能仿生肌肉和多刺激响应设备的应用提供了一种新型形状记忆材料。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202311240