水凝胶在满足当前和未来对仿生学、智能薄膜、可编程纺织品、软机器人、可穿戴电子设备和智能住房等新型功能智能材料的需求方面具有巨大的潜力。

近日，新加坡国立大学Daria V. Andreeva，Kostya S. Novoselov通过羟丙基纤维素(HPC)与氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rGO)的自组装，利用HPC在疏水和亲水状态之间切换的能力，构建了严重具有耦合电温度调节功能的新型2D水凝胶。

文章要点

1）研究人员利用两亲性GO表面来指导液晶HPC结构域的有序和排列，而HPC 构象和排列的变化可作为光学特性和水传输的开关。

2）进一步，开发了一种由导电rGO和2D水凝胶组成的复合材料来产生热刺激，从而构建了用于调节水传递的电热控制阀。所制备的2D水凝胶具有较大的溶胀率、优异的力学性能（杨氏模数为2.5 GPA）和良好的导电性（176 S cm⁻¹）。当应用焦耳加热时，HPC结构域在2D限制中改变构象的能力可以在智能膜中起到具有光学控制的2D低足迹水开关的作用。

3）这种在GO和rGO的二维约束下HPC自组装的可持续方法适用于整个低临界溶液温度聚合物家族。从而证明了一种无处不在的、可持续合成的新型低维、坚固的多功能水凝胶。

参考文献

Kou Yang, et al, Electro-Thermo Controlled Water Valve Based on 2D Graphene–Cellulose Hydrogels, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202201904

https://doi.org/10.1002/adfm.202201904