多步光刻法构筑含有复杂梯度结构的水凝胶及其可控三维变形研究

项目名称： 多步光刻法构筑含有复杂梯度结构的水凝胶及其可控三维变形研究

项目编号： No.51403184

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 吴子良

作者单位： 浙江大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 自然界生物组织能够实现并灵活运用丰富的三维变形达到捕食昆虫、释放种子等目的，为我们研究自适应性材料，实现可控变形，开发软机器人提供了很好的范例。以高分子水凝胶等智能材料构筑复合体系，实现自然界类似的可控三维变形具有重要的科学意义和应用价值，比如开发软驱动执行器、传感器、自适应性控制阀门等。其关键难题在于如何打破材料的均一结构并有效控制其内部应力的分布。本项目拟采用多步光刻技术在水凝胶内部同时构筑厚度方向的双层结构和二维平面内的梯度结构，实现外界刺激下的可控的折叠、弯曲变形，形成复杂、功能性三维结构。利用光模板引导局部的光聚合反应，以及调节反应模具的基板间距同时构筑多个方向的梯度结构；不同的凝胶单元通过多步聚合形成的局部互穿网络连接成整体。其次，本项目还将以光响应水凝胶构筑可控三维变形体系，通过局部照射实现逐步变形，开发可以远程、精确控制的光驱动软执行器件。

中文关键词： 水凝胶；可控变形；光刻；梯度结构；

英文摘要： Many natural bio-tissues master versatile, sophisticated three-dimensional (3D) deformations to capture insects or release seeds, etc. These natural systems offer excellent paradigms for developing adaptable materials that self-shape in response to extern

英文关键词： hydrogels；programmed deformations；photolithography；gradient structure；