熱誘導(dǎo)形狀記憶水凝膠 （TSMH）可以通過簡單的溫度"指令"觸發(fā)可編程形變。目前為止，水凝膠的多重臨時(shí)變形需要多種外部刺激或多種熱響應(yīng)交聯(lián)位點(diǎn)。此外，水凝膠形狀的再加工也是一個(gè)挑戰(zhàn)。這些復(fù)雜的先決條件對(duì)水凝膠的可編程性和應(yīng)用相關(guān)形狀的自定義提出了挑戰(zhàn)。最近廣東工業(yè)大學(xué)的小伙伴們發(fā)現(xiàn)了一種熱可編程-可塑的多形水凝膠。這種水凝膠的網(wǎng)絡(luò)由一種聚乙烯醇衍生物組成。該衍生物由聚乙烯醇的羥基取代單組分辛基鏈合成的。這些單組分辛基側(cè)鏈通過水汽交換和在水中加熱形成分散的團(tuán)簇，強(qiáng)度梯度較大。這些廣泛分布的疏水團(tuán)簇充當(dāng)可切換的片段和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，分別提供多個(gè)(例如五倍)臨時(shí)形狀和可編輯的永久形狀，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的和設(shè)計(jì)好的形狀變化。（圖1）

圖1 實(shí)現(xiàn)多個(gè)臨時(shí)形狀與可塑的永久形狀耦合的設(shè)計(jì)原則（a）短烷基側(cè)鏈改性聚乙烯醇(PVA)衍生物的結(jié)構(gòu)以及疏水團(tuán)簇的強(qiáng)度分布。（b）實(shí)現(xiàn)多種臨時(shí)形狀和可編輯永久形狀的PVA-n-x-gel的結(jié)構(gòu)演變，

圖2 熱誘導(dǎo)的水凝膠的多重形狀記憶效應(yīng)（a）水凝膠三重形狀記憶效應(yīng)的演示（b）定量熱力學(xué)分析三重形狀記憶（c）定量熱力學(xué)分析五重形狀記憶（d）利用五重形狀記憶效應(yīng)模擬植物開花


圖3 熱誘導(dǎo)的可塑性水凝膠（a）在不同溫度下的應(yīng)力松弛曲線（b）在90度下的連續(xù)應(yīng)力松弛（c）熱可塑性水凝膠的演示（d）利用壓印策略的表面微圖案示意圖

圖4 熱可塑性與形狀記憶效應(yīng)的耦合。（a）熱可塑性形狀記憶水凝膠的定量熱力學(xué)分析循環(huán)（b）通過折紙、剪紙的方法賦予其復(fù)雜初始形狀以及可編程的形狀記憶過程演示（c）通過結(jié)合可塑性與形狀記憶效應(yīng)，通過壓印技術(shù)實(shí)現(xiàn)多維形狀的操縱演示。

圖5 PVA-8-50-gel在一維襯底周圍的熱誘導(dǎo)雙向纏繞，實(shí)現(xiàn)植入物的遠(yuǎn)程控制安裝/拆卸行為。(a) PVA-8-50凝膠永久和臨時(shí)形狀的設(shè)計(jì)示意圖。(b) PVA-8-50-gel在塑料線周圍隨溫度變化的雙向纏繞行為的示意圖和演示。