毛细膜中自发表面储备的形成赋予极致拉伸性
软凝聚态物质
2017-09-18 v1 材料科学
摘要
软拉伸材料是新兴技术（如可拉伸电子器件或电池、智能纺织品、生物医学设备、组织工程和软体机器人）的关键。最近设计此类材料的尝试，例如通过软基底上波浪纤维的微图案化、分子水平的聚合物工程甚至 kirigami 技术，提供了诱人前景，但存在影响材料可行性的缺点：制造复杂、循环时疲劳或失效、材料范围受限或生物不相容。在此，我们报告一种设计高拉伸性、自组装和抗疲劳合成织物的通用策略。我们的方法灵感来自活体动物细胞的力学，这些细胞经常遇到并应对极端变形，例如巨噬细胞吞噬大型入侵者、免疫细胞在微小毛细血管中挤压和拉伸，或神经元在渗透刺激下收缩/膨胀。所有这些大的瞬时变形实际上是由以微绒毛、膜褶皱或内膜形式存在的膜储备介导和缓冲的，这些储备可按需调用。我们通过创建纳米纤维注液组织自发形成表面储备来合成模拟此行为，其展开为任何施加的形状变化提供动力。我们的工艺仅依赖几何、弹性和毛细作用，几乎可赋予任何材料高拉伸性和可逆性，使得附加机械、电或化学功能变得直接。我们用概念验证的可激活毛细管肌肉、适应性注液多孔光滑表面和拉伸性基本印刷电子电路来说明这一点。
引用
@article{arxiv.1709.05228,
title = {Spontaneous surface reserve formation in wicked membranes bestow extreme stretchability},
author = {Paul Grandgeorge and Natacha Krins and Aurélie Hourlier-Fargette and Christel Laberty and Sébastien Neukirch and Arnaud Antkowiak},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.05228},
year = {2017}
}