水凝胶的独特性能使得能够设计出栩栩如生的软智能系统。然而，刺激响应水凝胶仍然受到有限的驱动控制的影响。电子导电水凝胶的直接电子控制可以解决这一挑战，并允许与现代电子系统直接集成。

近日，KTH瑞典皇家理工学院Mahiar Max Hamedi，Tobias Benselfelt展示了一种电化学控制的纳米线复合水凝胶，具有高面内电导率，可刺激单轴电化学渗透膨胀。

文章要点

1）该材料系统只需 -1 V 即可实现精确控制的形状变形，其中水凝胶本体的电容充电导致高达 300% 的大单轴膨胀，这是由每个电子对约 700 个水分子的进入引起的。

2）该材料在关闭时保持其状态，这对于电可调膜来说是理想的选择，因为膨胀和介孔性之间的固有耦合使得能够电子控制渗透性，以实现自适应分离、分级和分布。

3）用作电化学渗透水凝胶执行器时，它们可实现高达 0.7 MPa（相对于干燥状态为 1.4 MPa）的电活性压力和约 150 kJ m^–3 的工作密度（相对于干燥状态为 2 MJ m^–3）。

这种新材料系统为将驱动、传感和受控渗透集成到先进的软智能系统中铺平了道路。

参考文献

Tobias Benselfelt, et al, Electrochemically controlled hydrogels with electrotunable permeability and uniaxial actuation, Adv. Mater. 2023, 2303255

DOI: 10.1002/adma.202303255

https://doi.org/10.1002/adma.202303255