用低压电实现300%拉伸!科学家创造出用电控制的水凝胶

水凝胶是一种含有大量水分的特殊材料，其含水量通常超过90%。它们具有柔软特性，因此在许多领域中得到广泛应用。从视力矫正到医学突破，水凝胶是改善我们日常生活的驱动力。尿布和个人护理用品等卫生产品也受益于水凝胶技术。然而，当我们希望水凝胶对温度或化学物质的变化做出反应时，它们并不总是能完美地满足需求。

尽管水凝胶在许多方面都具有独特的特性和广泛的应用，但在温度或化学物质变化时的反应方面仍存在一些挑战。研究人员正在致力于改进水凝胶的响应速率和适应性，以满足不同领域的需求。

瑞典和德国的国际科学家团队确实在创造可以通过电力控制的水凝胶方面取得了重要进展。这些水凝胶能够对电刺激做出反应，并根据施加的电压表现出特定的行为。这一发展为各种应用打开了新的可能性，包括软体机器人、药物输送系统和组织工程等领域。

研究人员已经开发出一种类型的水凝胶，当施加低于一伏的电压时，可以拉伸至300%。这种拉伸行为是在施加电力时水分子进入水凝胶的结果。当关闭电力时，水凝胶仍然保持拉伸状态。

这个团队将其发明称为电化学渗透（ECO）水凝胶，它由纤维素纳米纤维（CNFs）和碳纳米管（CNTs）这两种常见材料组成。研究人员表示，这些材料通过一种称为真空过滤的简单工艺结合在一起，这可以在标准实验室中使用通用设备轻松完成。

水凝胶的孔洞数量可以通过电力进行调节，最多可以增加400%，这使得水凝胶非常适合制作特殊膜，这些膜可以通过电力控制，并且对于在特定位置分离或扩散分子或药物非常有用。

该研究成果发表在《先进材料》上。