Programmable Mechanically Active Hydrogel-Based Materials.
Programmable Mechanically Active Hydrogel-Based Materials.
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DOI：
10.1002/adma.202006600
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发表时间：
2021-11
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Salaita K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dong Y;Ramey-Ward AN;Salaita K
可编程机械活性材料（MAM）被定义为可以感知外部刺激并将其转换为机械输出的材料，或者相反，可以检测机械刺激并通过材料外观的光学变化或其他变化做出响应的材料。可编程MAMs是响应材料的一个子集，为下一代机器人和智能系统提供了潜力。这篇综述特别关注基于水凝胶的MAMs，因为它们具有机械顺应性、可编程性、生物相容性和成本效益。审查首先讨论了水凝胶MAMs的组成沿着与自上而下和自下而上的方法用于编程这些材料。接下来，我们将讨论MAMS中工程响应度的基本原理，其中包括光，热，磁，电，化学和机械刺激。比较了不同响应度的优缺点。最后，我们总结了最近发表的文献中的水凝胶MAM的新兴应用，以及MAM研究的未来展望。
Programmable mechanically active materials (MAMs) are defined as materials that can sense and transduce external stimuli into mechanical outputs or conversely that can detect mechanical stimuli and respond through an optical change or other change in the appearance of the material. Programmable MAMs are a subset of responsive materials and offer potential in next generation robotics and smart systems. This review specifically focuses on hydrogel-based MAMs because of their mechanical compliance, programmability, biocompatibility and cost-efficiency. The review first discusses the composition of hydrogel MAMs along with the top-down and bottom-up approaches used for programming these materials. Next, we discuss the fundamental principles for engineering responsivity in MAMS which includes optical, thermal, magnetic, electrical, chemical, and mechanical stimuli. We compare some advantages and disadvantages of different responsivities. Then, to conclude, we summarize the emerging applications of hydrogel-based MAMs from recently published literature, as well as the future outlook of MAM studies.
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