Page 63 - 《橡塑智造与节能环保》2017年8期

产业市场
I ndustry marketing

仿生智能薄膜具有“不知疲倦”的运动特性

花瓣形状的双层薄膜吸收丙酮
分子后，花瓣翩翩起舞，犹如一朵
在风中摇弋的萝卜花。“这是聚偏
氟乙烯/聚乙烯醇双层膜的仿生形
变。”中国科学院深圳先进技术研
究院副研究员杜学敏告诉记者。
近日，华东师范大学化学院博
士生导师张利东课题组与杜学敏课
题组合作，以聚偏氟乙烯（PVDF）
和聚乙烯醇（PVA）高分子材料为研
究对象，通过模拟生物结构衍生规
律，制备出新型智能柔性双层高分
子膜材料。
PVDF/PVA 双层膜的仿生形变。
推动了刺激响应仿生材料的发展。 张利东课题组开展的柔性智能
这种薄膜可以持久运动，如果利用
张利东指出：“近年来，基于刺激 双层膜的仿生性能机理研究，与杜
持久运动特性来发电，可极大拓展
响应仿生材料研发的器件已经在工 敏学课题组开展的探索仿生智能材
相关技术在自发电穿戴式、植入式
业、医疗、电子、军事等领域得到 料研究不谋而合。
电子器件方面的应用，而穿戴式、
了较好的应用。”
植入式行业拥有超千亿元市场规
杜学敏说：“在未来，仿生 “不知疲惫”地运动
模。
软材料应用价值将更加巨大，特别 双方科研团队以廉价易得的高

是在柔性电子工业，仿生传感器， 分子材料为研究对象，张利东课题
一场偶然的相遇
软体机器人等方面将拥有广阔的前 组提出了双层膜设计理念，通过对
2016年上半年，张利东的身
景。”然而，当前在刺激响应材料 材料简单的复合改性，制备了具有
份还是在纽约大学阿布达比分校从
仿生结构模拟上还存在诸多技术难 自驱动性能的高分子双层膜，并设
事博士后工作的学者，机缘巧合，
题。 计了各种柔性器件；杜学敏课题组
他和杜学敏都参加了在新加坡举行
张利东透露，现有的理论分 基于光刻蚀技术，制备了带有微孔
的国际会议，两人均在会上作了学
析认为，要实现高效可控的仿生性 道结构的硅模板。
术报告，并且认真聆听了各自的报
能，除了对材料仿生结构的精确设 科研团队利用模板技术将微孔
告。
计之外，材料不仅要具有非常好的 道仿生结构复制到PVDF膜表面，使
“我们算是小同行，会上交流
拉伸耐磨性能、对外界长时间刺激 得制备的PVDF/PVA双层薄膜在结构
特别顺畅，对彼此的研究也非常感
后仍能保持理想的机械性能，还必 上具有周期变化的机械张量，实现
兴趣。”杜学敏在得知张利东准备
须具有可逆的刺激响应行为，这些 了双层膜的仿生性能，并通过外界
回国发展后，便于2016年下半年邀
是刺激响应型仿生材料实现仿生性 刺激实现了对双层膜仿生行为的操
请他来到深圳先进院指导交流，双
能的基本要素，也是拓展其应用的 控。
方的合作也围绕高分子膜材料正式
基本条件。 张利东表示，该双层膜对丙
开启。
杜学敏称：“只有设计合理的 酮分子的刺激具有极其敏感的响应
随着人类对自然界生物结构
仿生结构、深入理解仿生机理、优 性，并且通过对丙酮分子的快速吸
了解与认识加深，通过材料与结构
化材料机械性能，才能控制动态仿 收和释放，可实现双层膜的长时间
设计仿生大自然技术也日趋成熟，
生过程、促进材料的应用步伐。” 连续定向形变。让惰性高分子“不

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