刺激响应材料

Stimuli-responsive materials undergo physicochemical, and/or structural changes when a specific actuation is applied. They are heterogeneous composites, consisting of a non-responsive matrix where functionality is provided by the filler. Surprisingly, the synthesis of Polydimethylsiloxane (PDMS)-based stimuli-responsive elastomers (SRE) has seldomly been presented. Here we present the structural, biological, optical, magnetic and mechanical properties of several magnetic SRE (M-SRE) obtained by combining PDMS and isoparafin-based ferrofluid (FF).

一种简单而高效的机械变色设计是基于在含有荧光染料的聚二甲基硅氧烷( PDMS )基底上由溅射镀金属光屏蔽层构成的双层结构，拉伸时呈现横向和/或纵向微尺度裂纹。拉伸/释放时光屏蔽层上的裂纹张开宽度使得紫外辐射激活PDMS基体中的荧光染料表现出发光颜色，可以随荧光染料的选择而方便地调谐。在制备过程中施加不同程度的预拉伸应变，可以对裂纹张开宽度的应变响应进行微调，从而产生可定制的机械变色响应。制备了三种机械色器件作为典型的例子。这些器件的荧光强度可以随应变的增大而增大或减小，或者在工作应变范围内先减小后增大。此外，该系统还可以进一步修改为具有数字显示功能的动态应变传感器，使设备的应变程度可以直接读取。这种设计策略很容易被其他研究人员采用，有望为各种动态自适应光学的机械色响应调节开辟一条全新的途径。

通过光/湿可重构的多尺度薄膜-基底双层结构实现了动态、多功能、可转换和响应的微图案系统的设计。具体而言，将亲水性聚乙烯醇( PVA ) /膨润土( LP )薄膜共价键合到光热活性聚二甲基硅氧烷( PDMS ) /炭黑( CB )软基上。激光刻划器可以通过操纵激光功率和时空控制刻划可编程排列的微皱纹。这些皱纹可以调制为3个不同的系统：1 )水分可擦除和激光重写皱纹；2 )  水分驱动的可逆皱纹；3 )耐湿皱纹，通过控制a ) PVA的耐湿性；b ) LP纳米结构调控PVA / LP薄膜的尺寸稳定性，可通过激光功率和LP比例调节。这种可编程系统可应用于信息加密/记录以及作为水分响应型电开关，为下一代智能材料的调制和应用提供了新的途径。

受弹簧尾翼液体超疏水皮肤的启发，在聚二甲基硅氧烷( PDMS )表面制备了具有微小开口的气囊，实现了气体在液体和微纳米结构之间的稳定存在，进一步低能接枝后，具有气囊微结构的PDMS表现出良好的疏水疏油性能。当液滴落在被加工表面时，气囊产生的正压力促使润湿状态更符合Cassie- Baxter模型。基于超疏水微观结构，柔性材料表现出抗结冰、抗雾等性能，且PDMS弹性体施加拉伸应力时，气囊对液滴的正压力变为负压力。在改变压力的基础上，液滴的润湿状态由超低粘附状态向高粘附状态转变。具有可逆润湿性的刺激响应材料在微流控芯片和可控释放液体微液滴方面具有巨大的应用潜力。