[行业动态]中科院深圳先进院副研究员杜学敏和华东师大研究员张利东合作研发出“不知疲倦”的仿生智能薄膜 - 名片全能王
未搜到相应结果。
中科院深圳先进院副研究员杜学敏和华东师大研究员张利东合作研发出“不知疲倦”的仿生智能薄膜
高分子科技
点击上方“蓝字” 一键订阅近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所仿生智能材料课题组副研究员杜学敏（第二通讯作者单位）与华东师范大学研究员张利东（第一通讯作者单位）合作，设计出了一种“不知疲倦”、快速响应的聚合物智能薄膜。这一成果日前发表在《先进材料》（Advanced Materials）上&(DOI: 10.1002/adma.)。&通常，聚合薄膜要拥有快速响应、“不知疲倦”的运动特性，就需要牺牲材料的机械性能。这款新的复合薄膜通过别出心裁的材料选择与阵列化通道设计，薄膜在丙酮的蒸汽氛围中，会“不知疲倦”翩然起舞，并可以将薄膜卷曲成各种可控复杂结构。这是由于溶剂分子在薄膜中实现了差异化溶胀，进而驱动薄膜发生复杂形变运动。更为重要的是，该智能薄膜经过溶剂氛围数天的反复刺激，仍然保持着优异的机械性能。智能薄膜定向卷曲，模拟花朵运动及在溶剂氛围中的持久运动（由上至下）该薄膜可通过不同的结构设计实现定向运动，因此，可以用于监控空气中的丙酮浓度。此外，还可以用于驱动其他材料、器件运动，更重要的是，这种“不知疲倦”的薄膜赋予了智能高分子材料全新的运动特性。让惰性高分子“不知疲倦”地运动起来，媲美自然界中复杂的运动方式，将大大推动聚合物材料在传感器、人工肌肉、柔体机器人等领域的重要应用。聚偏氟乙烯/聚乙烯醇双层膜的仿生形变。花瓣形状的双层膜吸收丙酮分子产生像萝卜花一样的形变运动。利用此种仿生运动设计的薄膜传感器，可以长时间连续监测环境中丙酮浓度。当环境中丙酮浓度过高时，传感器自发形变接通电路，电灯亮。当丙酮浓度逐渐降低时，传感器恢复到原来形状断开电路，电灯灭，从而利用电灯的变化来告知环境中丙酮蒸汽浓度的高低。该研究得到国家自然科学基金、广东省创新团队、深圳市孔雀团队等的项目支持。论文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma./abstract来源：中科院 免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：相关进展诚邀投稿欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至，并请注明详细联系信息。高分子科技(R)会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。申请入群，请先加审核微信号chemshow （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。 点击下方“阅读原文”查看更多
即将打开""小程序
搜索技术由提供
c7ebe8f47b1fe9d090e6c作者：杜学敏等 来源：《先进材料》 发布时间： 9:31:34
选择字号：小 中
研发出“不知疲倦”的仿生智能薄膜
近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所仿生智能材料课题组副研究员杜学敏（第二通讯作者单位）与华东师范大学研究员张利东（第一通讯作者单位）合作，设计出了一种&不知疲倦&、快速响应的聚合物智能薄膜。这一成果日前发表在《先进材料》（Advanced Materials）上 (DOI: 10.1002/adma.)。
通常，聚合薄膜要拥有快速响应、&不知疲倦&的运动特性，就需要牺牲材料的机械性能。这款新的复合薄膜通过别出心裁的材料选择与阵列化通道设计，薄膜在丙酮的蒸汽氛围中，会&不知疲倦&翩然起舞，并可以将薄膜卷曲成各种可控复杂结构。这是由于溶剂分子在薄膜中实现了差异化溶胀，进而驱动薄膜发生复杂形变运动。更为重要的是，该智能薄膜经过溶剂氛围数天的反复刺激，仍然保持着优异的机械性能。
该薄膜可通过不同的结构设计实现定向运动，因此，可以用于监控空气中的丙酮浓度。此外，还可以用于驱动其他材料、器件运动，更重要的是，这种&不知疲倦&的薄膜赋予了智能高分子材料全新的运动特性。让惰性高分子&不知疲倦&地运动起来，媲美自然界中复杂的运动方式，将大大推动聚合物材料在传感器、人工肌肉、柔体机器人等领域的重要应用。
该研究得到国家自然科学基金、广东省创新团队、深圳市孔雀团队等的项目支持。 （来源：中国科学院深圳先进技术研究院）
智能薄膜定向卷曲，模拟花朵运动及在溶剂氛围中的持久运动（由上至下）
聚偏氟乙烯/聚乙烯醇双层膜的仿生形变。花瓣形状的双层膜吸收丙酮分子产生像萝卜花一样的形变运动。利用此种仿生运动设计的薄膜传感器，可以长时间连续监测环境中丙酮浓度。当环境中丙酮浓度过高时，传感器自发形变接通电路，电灯亮。当丙酮浓度逐渐降低时，传感器恢复到原来形状断开电路，电灯灭，从而利用电灯的变化来告知环境中丙酮蒸汽浓度的高低。
&&&特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。
&打印& 发E-mail给：&
以下评论只代表网友个人观点，不代表科学网观点。纳米金自组装膜和聚合物纳米仿生薄膜哪个方向更好一些?主要是科研前景和就业前景。多谢了。_百度知道
纳米金自组装膜和聚合物纳米仿生薄膜哪个方向更好一些?主要是科研前景和就业前景。多谢了。
面临选择，急求专业人士指点。急求。求助
我有更好的答案
两个都属于科研课题。科研前景这两个都不错，真能工业化会颠覆现有的市场。至于具体选择要看你课题组的积累了。如果从就业的角度看，国外会好些。这两个方向在国际上仍然是研究热点，但单纯的弄个膜出来发表不了高档次的文章，国外的重点已经转移到应用上，制备膜只是前期工作了，研究的人比较多，也有很多正规的纳米类公司，少数还上市了，吹嘘的成分很大。国内的情况比较差，没什么正规的纳米公司，离实际市场很远
采纳率：95%
为您推荐：
其他类似问题
自组装的相关知识
换一换
回答问题，赢新手礼包
个人、企业类
违法有害信息,请在下方选择后提交
色情、暴力
我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。深圳先进院等研发出“不知疲倦”可长久持续运动的仿生智能薄膜
　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所仿生智能材料课题组杜学敏副研究员（第二通讯作者单位）与华东师范大学张利东研究员（第一通讯作者单位）合作，设计出了一种“不知疲倦”、快速响应的聚合物智能薄膜。这一成果 Vapomechanically Responsive Motion of Microchannel-Programmed Actuators日前发表在 Advanced Materials上 (DOI: 10.1002/adma.)。&　　聚合薄膜往往想拥有快速响应、“不知疲倦”的运动特性，就需要牺牲材料的机械性能。这款复合薄膜通过别出心裁的材料选择与阵列化通道设计，薄膜在丙酮的蒸汽氛围中，会“不知疲倦”翩然起舞，并可以将薄膜卷曲成各种可控复杂结构。这是因为溶剂分子在薄膜中实现了差异化溶胀，进而驱动薄膜发生复杂形变运动。更为重要的是，该智能薄膜在经过溶剂氛围数天的反复刺激，却仍然保持着优异的机械性能。&　　薄膜可通过不同的结构设计，实现定向运动，由此，可以用于监控空气中的丙酮浓度。这种智能薄膜还可以用于驱动其他材料、器件运动，更重要的是，这种“不知疲倦”的薄膜赋予了智能高分子材料全新的运动特性。这种让惰性高分子“不知疲倦”地运动起来，媲美自然界中复杂的运动方式，将大大推动聚合物材料在传感器、人工肌肉、柔体机器人等领域的重要应用。&&　　聚偏氟乙烯/聚乙烯醇双层膜的仿生形变。花瓣形状的双层膜吸收丙酮分子产生像萝卜花一样的形变运动。利用此种仿生运动设计的薄膜传感器，可以长时间连续监测环境中丙酮浓度。当环境中丙酮浓度过高时，传感器自发形变接通电路，电灯亮。当丙酮浓度逐渐降低时，传感器恢复到原来形状断开电路，电灯灭。利用电灯的变化来告知环境中丙酮蒸汽浓度的高低。&
=== 国家部委 ===
中国政府网
中国科学院
国家发改委
工业和信息化部
中国工程院
国家自然科学基金委员会
=== 兄弟分院 ===
中国科学院北京分院
中国科学院沈阳分院
中国科学院长春分院
中国科学院上海分院
中国科学院南京分院
中国科学院武汉分院
中国科学院广州分院
中国科学院成都分院
中国科学院昆明分院
中国科学院西安分院
中国科学院兰州分院
中国科学院新疆分院
=== 政府部门 ===
广东省人民政府
广西区人民政府
海南省人民政府
广东省发改委
广东科学技术厅
广西科学技术厅
海南科学技术厅
=== 其他链接 ===
广东省科学院　
广西科学院
广州中国科学院软件应用技术研究所
广州中国科学院沈阳自动化研究所分所
广州中国科学院先进技术研究所
广州中国科学院计算机网络信息中心
广东省科技计划管理
中国科学院高能物理研究所
版权所有 & 中国科学院广州分院　粤ICP备号地　　址：广州市先烈中路100号　邮编:510070电子邮箱：院领导集体
中国科学院大学
上海科技大学
《中国科学院院刊》（中文版）是中国科学院主办的以战略与决策研究为主的科技综...
《科学通报》是自然科学综合性学术刊物，力求及时报道自然科学各领域具有创新性...
覆盖数学、物理、化学、生命科学、地球科学、信息科学、技术科学与天文学等学科...
近几年，电信诈骗层出不穷，日益猖獗，不仅造成了人民群众钱...
中国自古就有“民以食为天”的说法，“吃”可谓是头等大事，...
作为“天宫一号”的“继承者”，天宫二号即将进行的各类实验...
我国首颗微重力科学实验卫星——“实践十号”已于...
【中国科学报】仿生智能薄膜：让惰性高分子“动起来”
我要分享 &
文章来源：中国科学报 沈春蕾 丁宁宁&&&&发布时间：&&【字号：&&&&&&】
PVDF/PVA&双层膜的仿生形变。　　这种薄膜可以持久运动，如果利用持久运动特性来发电，可极大拓展相关技术在自发电穿戴式、植入式电子器件方面的应用，而穿戴式、植入式行业拥有超千亿元市场规模。　　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《中国科学报》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。　　一场偶然的相遇　　2016年上半年，张利东的身份还是在纽约大学阿布达比分校从事博士后工作的学者，机缘巧合，他和杜学敏都参加了在新加坡举行的国际会议，两人均在会上作了学术报告，并且认真聆听了各自的报告。　　“我们算是小同行，会上交流特别顺畅，对彼此的研究也非常感兴趣。”杜学敏在得知张利东准备回国发展后，便于2016年下半年邀请他来到深圳先进院指导交流，双方的合作也围绕高分子膜材料正式开启。　　随着人类对自然界生物结构了解与认识加深，通过材料与结构设计仿生大自然技术也日趋成熟，推动了刺激响应仿生材料的发展。张利东指出：“近年来，基于刺激响应仿生材料研发的器件已经在工业、医疗、电子、军事等领域得到了较好的应用。”　　杜学敏说：“在未来，仿生软材料应用价值将更加巨大，特别是在柔性电子工业，仿生传感器，软体机器人等方面将拥有广阔的前景。”然而，当前在刺激响应材料仿生结构模拟上还存在诸多技术难题。　　张利东透露，现有的理论分析认为，要实现高效可控的仿生性能，除了对材料仿生结构的精确设计之外，材料不仅要具有非常好的拉伸耐磨性能、对外界长时间刺激后仍能保持理想的机械性能，还必须具有可逆的刺激响应行为，这些是刺激响应型仿生材料实现仿生性能的基本要素，也是拓展其应用的基本条件。　　杜学敏称：“只有设计合理的仿生结构、深入理解仿生机理、优化材料机械性能，才能控制动态仿生过程、促进材料的应用步伐。”　　张利东课题组开展的柔性智能双层膜的仿生性能机理研究，与杜敏学课题组开展的探索仿生智能材料研究不谋而合。　　“不知疲惫”地运动　　双方科研团队以廉价易得的高分子材料为研究对象，张利东课题组提出了双层膜设计理念，通过对材料简单的复合改性，制备了具有自驱动性能的高分子双层膜，并设计了各种柔性器件；杜学敏课题组基于光刻蚀技术，制备了带有微孔道结构的硅模板。　　科研团队利用模板技术将微孔道仿生结构复制到PVDF膜表面，使得制备的PVDF/PVA双层薄膜在结构上具有周期变化的机械张量，实现了双层膜的仿生性能，并通过外界刺激实现了对双层膜仿生行为的操控。　　张利东表示，该双层膜对丙酮分子的刺激具有极其敏感的响应性，并且通过对丙酮分子的快速吸收和释放，可实现双层膜的长时间连续定向形变。让惰性高分子“不知疲倦”地运动起来，可媲美自然界中复杂的运动方式。　　实验过程蛮有趣：当PVDF膜表面微孔道排列和薄膜的长轴夹角保持在30°或60°时，薄膜受到丙酮分子刺激产生右手性的缠绕运动。反之，微孔道排列和薄膜的长轴夹角保持在-30°或-60°时，薄膜表现出左手性的缠绕形变。当这种夹角保持在90°时，双层膜吸收丙酮分子而产生向着PVA层的定向弯曲形变。　　于是就有了本文开篇的奇妙现象：花瓣形状的双层膜产生了像萝卜花一样的形变运动。　　杜学敏告诉记者：“当环境中丙酮浓度过高时，传感器自发形变接通电路，电灯亮；当丙酮浓度逐渐降低时，传感器恢复到原来形状断开电路，电灯灭。利用电灯的变化，可告知环境中丙酮蒸汽浓度的高低。”　　因此，利用此种仿生运动设计的薄膜传感器，还可以长时间连续监测环境中丙酮浓度，从而极大地拓展了材料的应用潜质。同时，该双层膜对于外界丙酮蒸汽的刺激能够保持数小时连续可逆的响应，这为拓展刺激响应材料在能源、柔性传感器、人工肌肉、柔体机器人等领域应用奠定了坚实的基础。　　小薄膜用途大　　普通聚合薄膜往往想拥有快速响应、“不知疲倦”的运动特性，就需要牺牲材料的机械性能，比如牺牲材料的杨氏模量（描述固体材料抵抗形变能力的物理量）、耐磨性、抗腐蚀等机械性能。这类普通聚合物薄膜现在已经可以广泛应用于医疗、电子及日常生活等方方面面。　　而张利东和杜学敏团队研制的仿生智能薄膜受刺激后，一旦撤除刺激源，薄膜可以迅速恢复其原来的机械性能，因此可达到“不知疲倦”的运动特性。另外，利用这种“不知疲倦”特性的薄膜设计成为柔性传感器，可以长期多次循环使用，大大节省了材料成本。　　杜学敏向记者透露：“未来，我们一方面可将此薄膜设计成仅对丙酮分子刺激敏感的传感器，用于化工企业中实时监测环境中丙酮浓度，以及时预防丙酮对人的伤害。另一方面，我们可以把这种薄膜结合能量采集、人工肌肉、柔体机器人等领域的实际需求，个性化设计适用于不同领域的具体产品。”　　他以能量采集来举例，这种薄膜可以持久运动，如果利用持久运动特性来发电，可极大拓展相关技术在自发电穿戴式、植入式电子器件方面的应用，而穿戴式、植入式行业拥有超千亿元市场规模。　　（原载于《中国科学报》&&第6版&院所)
（责任编辑：侯茜）