活性脉动凝胶：从化学微反应器到聚合物致动器

我们报道了活性脉动 Belousov-Zhabotinsky（BZ）水凝胶的合成方案、实验表征与理论建模。我们的两步合成技术允许独立优化 BZ 凝胶的几何形状、化学与机械性能。我们确定了周围介质化学与凝胶半径对 BZ 凝胶振荡出现的作用，并由 Damkohler 数（化学反应速率与扩散速率之比）量化。调节 BZ 凝胶尺寸以最大化其化学机械振荡幅度，我们发现其振荡应变幅度受限于相对于化学振荡周期的凝胶溶胀时间尺度。我们的实验发现与 BZ 化学的 Vanag-Epstein 模型以及凝胶溶胀动力学的 Tanaka Fillmore 理论吻合良好。